ANALISA PROBLEMA SERTA CARA MENGATASI KERETAKAN …

ANALISA PROBLEMA SERTA CARA MENGATASI

KERETAKAN PADA BALOK PADA BANGUNAN GEDUNG DI

KOMPLEK KRAKATAU MAS MEDAN ( Studi Kasus )

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas

Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

WAHYUDI

06 0404 049

SUBJURUSAN STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013


KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT Tuhan

Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayah, serta innayah-Nya

hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “ANALISA

PROBLEMA SERTA CARA MENGATASI KERETAKAN PADA BALOK

PADA BANGUNAN GEDUNG DI KOMPLEK KRAKATAU MAS MEDAN”.

Tugas akhir ini disusun untuk diajukan sebagai syarat dalam ujian sarjana

teknik sipil bidang studi struktur pada fakultas teknik Universitas Sumatera Utara

(USU) Medan. Penulis menyadari bahwa isi dari tugas akhir ini masih banyak

kekurangannya. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya

pemahaman penulis. Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari bapak dan

ibu dosen serta rekan mahasiswa untuk penyempurnaan tugas akhir ini.

Penulis juga menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan dorongan dari

berbagai pihak, tugas akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan dengan baik. Oleh

karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang senantiasa penulis cintai yang dalam

keadaan sulit telah memperjuangkan dan mengorbankan segalanya baik tenaga,

pikiran dan harta hingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada :

1. Bapak Dr.Ing.Johannes Tarigan. Selaku Ketua Departemen Teknik Sipil

Universitas Sumatera Utara yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan

pikiran untuk memberikan bimbingan dalam menyelesaikan tugas akhir ini

2. Bapak Ir. Syahrizal, M.T Selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas

Sumatera Utara.


3. Bapak Ir. Daniel Rumbi Teruna, M.T selaku pembimbing yang telah banyak

meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam memberikan bimbingan yang luar

biasa kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak/Ibu staf pengajar jurusan teknik sipil Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dan kemudahan

dalam penyelesaian administrasi.

6. Untuk teman-teman teknik sipil USU stambuk 2006. Selain itu penulis juga

ingin mengucapkan terima kasih kepada teman-teman Musteker yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Seluruh rekan-rekan mahasiswa-mahasiswi jurusan teknik sipil USU.

Akhir kata penulis mengharapkan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita

semua.

Medan, Mei 2013

Hormat Saya,

Penulis

Wahyudi

NIM : 06 0404 049


ABSTRAK

Pada umumnya bangunan gedung di Kota Medan tidak direncanakan secara

baik dan dibangun dengan pengawasan yang buruk, sehingga beresiko besar terhadap

keretakan struktur maupun non struktur. Struktur bangunan gedung di Kota Medan

sebagian besar terdiri dari beton bertulang yang dirancang untuk memenuhi usia

layan tertentu. Seiring dengan usianya, akan terjadi penurunan kualitas beton yang

akan mempengaruhi daya dukung terhadap beban – beban yang bekerja. Kondisi

lingkungan yang agresif dan korosif akan memicu degradasi kemampuan layan dari

elemen – elemen struktur beton. Untuk mengatasi hal tersebut telah banyak

dilakukan langkah – langkah perbaikan struktur beton.

Studi kasus ini bertujuan untuk menganalisa faktor penyebab terjadinya

keretakan balok pada bangunan gedung yang berasal dari sifat beton itu sendiri

seperti rangkak dan susut, faktor bahan dan material pembentuk balok beton

bertulang seperti mutu beton dan baja tulangan yang digunakan serta gaya – gaya

yang bekerja seperti momen lentur, gaya geser dan torsi yang mana proses

perhitungan nya berdasarkan SNI 03-2847-2002 dan melakukan perbaikan struktur

balok yang retak dengan metode injeksi dengan material epoxy dan metode grouting.

Berdasarkan analisis yang diperoleh bahwa sebagian besar penyebab

keretakan balok pada bangunan gedung tersebut adalah disebabkan oleh besarnya

momen negatif maksimum balok dibandingkan dengan momen maksimum portal

dari masing-masing tipe balok tersebut dengan besar perbandingan mencapai 80 %.

Sehingga untuk acuan perencanaan dipakai lah nilai momen negatif maksimum balok

tersebut agar balok selalu dalam kondisi aman.

Kata kunci : Balok Beton Bertulangan Rangkap, SNI 03-2847-2002, Retak Balok.


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.............................................................................................i

ABSTRAK..................................................................................................................iii

DAFTAR ISI..............................................................................................................iv

DAFTAR TABEL........................................................................................................ix

DAFTAR GAMBAR....................................................................................................x

DAFTAR NOTASI...................................................................................................xiii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1

1.1. Latar Belakang..................................................................................................1

1.2. Perumusan Masalah..........................................................................................3

1.3. Pembatasan Masalah.........................................................................................3

1.4. Maksud dan Tujuan...........................................................................................4

1.5. Metode Pengumpulan Data...............................................................................5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................6

2.1. Pengertian Beton dan Beton Bertulang.............................................................6

2.1.1. Kelebihan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur.....................6

2.1.2. Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur...................8

2.2. Sifat – Sifat Beton Bertulang.............................................................................9

2.2.1. Sifat Jangka Pendek................................................................................9

2.2.1.1. Kuat Tekan.................................................................................9


2.2.1.2. Modulus Elastisitas Statis........................................................11

2.2.1.3. Modulus Elastisitas Dinamis.....................................................13

2.2.1.4. Perbandingan Poisson...............................................................13

2.2.1.5. Kuat Tarik.................................................................................14

2.2.1.6. Kuat Geser................................................................................15

2.2.2. Sifat Jangka Panjang..............................................................................16

2.2.2.1. Rangkak....................................................................................16

2.2.2.2. Susut..........................................................................................17

2.3. Persyaratan Bahan Penyusun Beton Bertulang................................................19

2.3.1. Persyaratan Air........................................................................................19

2.3.2. Persyaratan Semen..................................................................................19

2.3.3. Persyaratan Pasir.....................................................................................22

2.3.4. Persyaratan Kerikil..................................................................................22

2.3.5. Persyaratan Baja Tulangan.....................................................................23

2.4. Jenis-Jenis Retak Pada Balok Beton Bertulang...............................................25

2.4.1. Retak Akibat Penurunan Plastis...............................................................25

2.4.2. Retak Akibat Susut Plastis ( Plastic Shrinkage Cracks ).........................26

2.4.3. Retak Rambut ( Microcracking ).............................................................26

2.4.4. Retak Vertikal ( Retak Lentur )...............................................................27

2.4.5. Retak Miring ( Retak Geser )...................................................................27

2.4.6. Retak Puntir ( Torsion Crack ).................................................................27

2.5. Metode Kekuatan Pada Balok Beton Bertulang...............................................27


2.5.1. Anggapan - Anggapan.............................................................................30

2.6. Peraturan dan Standard Perencanaan Berdasarkan SK SNI 03-2847-2002.......31

2.6.1. Faktor Keamanan.....................................................................................32

2.6.1.1. Faktor Beban...............................................................................32

2.6.1.2. Faktor Reduksi Kekuatan ( )....................................................33

2.6.2. Prinsip Hitungan Struktur Beton Bertulang.............................................34

2.6.3. Tinggi Penampang Minimal Balok..........................................................36

2.6.4. Rasio Tulangan Maksimal dan Minimal Serta Faktor Momen pikul

Maksimal Balok.......................................................................................36

2.7. Balok Persegi Panjang dengan Tulangan Rangkap.............................................40

2.7.1. Pengertian Balok Tulangan Rangkap.......................................................40

2.7.2. Distribusi Regangan dan Tegangan.........................................................40

2.7.3. Tinggi Blok Tegangan Beton Tekan........................................................43

2.7.4. Momen Nominal dan Momen Rencana Balok.........................................44

2.7.5. Nilai a Untuk Baja Tulangan.....................................................................46

2.7.6. Balok dengan Tulangan Tekan Belum Leleh............................................51

2.7.7. Skema Hitungan Beton Bertulang Rangkap.............................................52

2.8. Tulangan Geser Balok.........................................................................................54

2.8.1. Retak Balok Akibat Gaya Geser.................................................................54

2.8.2. Perencanaan Tulangan Geser / Begel Balok...............................................56

2.8.2.1. Pertimbangan Dalam Perhitungan Tulangan Geser / Begel......56

2.8.2.2. Skema Hitungan Begel Balok....................................................59


2.9. Tulangan Torsi Balok..........................................................................................61

2.9.1. Arti / Pengertian Torsi........................................................................61

2.9.2. Perilaku Torsi Sebelum Terjadi Retak................................................62

2.9.3. Perilaku Torsi Setelah Terjadi Retak..................................................64

2.9.4. Perencanaan Tulangan Torsi...............................................................67

2.9.4.1. Pertimbangan Untuk Perencanaan Tulangan Torsi...............67

BAB III METODELOGI PENELITIAN.............................................................73

3.1. Data Umum Studi Kasus................................................................................73

3.2. Data Teknis Studi Kasus................................................................................73

3.3. Skema Penyelesaian Tugas Akhir..................................................................74

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN...................................................................75

4.1. Perhitungan Beban Balok Arah Melintang Dan Memanjang Pada

Pelat Atap.........................................................................................................75

4.1.1.Perhitungan Momen Primer Serta Beban Merata Ekivalen Untuk

Berbagai Bentuk Pembebanan Berdasarkan Rumus Umum Yang

Ada...........................................................................................................75

4.1.2. Perhitungan Beban Mati Serta Beban Hidup Untuk Masing-

Masing Tipe Pada Pelat Atap..................................................................80

4.2. Perhitungan Momen Rencana Balok ( Mr Balok )............................................82

4.3. Perhitungan Momen Perlu Balok maximum ( Mu Balok Max ) Untuk Masing

Masing Tipe Dengan Cara Mekanisme............................................................84

4.4. Perhitungan Gaya Geser / Lintang Balok Untuk Masing


Masing Tipe.....................................................................................................94

4.5. Perhitungan Momen Torsi / Puntir Balok Untuk Masing

Masing Tipe....................................................................................................101

BAB V METODE PERBAIKAN KERETAKAN BALOK...........................110

5.1. Metode Injeksi Dengan Material Epoxy.........................................................110

5.1.1. Pembersihan..........................................................................................110

5.1.2. Pemasangan Napples.............................................................................110

5.1.3. Pemasangan Sealent..............................................................................111

5.1.4. Pemasangan Instalasi.............................................................................111

5.1.5. Mixing Dan Injeksi Epoxy.....................................................................111

5.1.6. Finishing................................................................................................112

5.2.Metode Grouting..............................................................................................112

5.2.1. Pekerjaan Chipping................................................................................113

5.2.2. Pekerjaan Cetakan Micro Concrete.......................................................114

5.2.3. Pekerjaan Pouring / Grouting................................................................114

5.2.4. Pekerjaan Coating Lapisan Pelindung...................................................115

5.2.5. Finishing................................................................................................115

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN..............................................................116

6.1. Kesimpulan ....................................................................................................116

6.2. Saran...............................................................................................................118

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................119

LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

HAL

Tabel 2.1 Jumlah Semen Minimum Dan Nilai Faktor Air Semen

Maksimum................................................................................................20

Tabel 2.2 Tinggi ( h ) Minimal Balok Non Pratekan Atau Pelat Satu Arah

Bila Lendutan Tidak Dihitung..................................................................36

Tabel 2.3 Rasio Tulangan Maksimal ( maks ) Dalam Persen ( % )..........................37

Tabel 2.4 Rasio Tulangan Minimal ( min ) Dalam Persen ( % )..............................38

Tabel 2.5 Faktor Momen Pikul Maksimal ( Kmaks ) Dalam MPa.............................39


DAFTAR GAMBAR

HAL

Gambar 1.1 Jenis Retakan Pada Balok...................................................................2

Gambar 2.1 Kurva Tegangan – Regangan Beton Yang Umum, Dengan Pem-

bebanan Jangka – Pendek ( Jack C. McCormac,2001 )....................11

Gambar 2.2 Modulus Tangent Dan Modulus Sekan Pada Beton

( Nawy,2001).....................................................................................13

Gambar 2.3 Uji Pembelahan Silinder ( Jack C.McCormac,2001 ).......................15

Gambar 2.4 Kurva Regangan – Waktu ( Nawy, 2001 )........................................16

Gambar 2.5 Kurva Susut – Waktu ( Nawy, 2001 )...............................................17

Gambar 2.6 Grafik Tegangan – Regangan Baja...................................................24

Gambar 2.7 Perilaku Lentur Pada Beban Kecil....................................................27

Gambar 2.8 Perilaku Lentur Pada Beban Sedang...................................................29

Gambar 2.9 Perilaku Lentur Dekat Beban Unlimit.................................................30

Gambar 3.0 Skema Dasar Hitungan Beton Bertulang.............................................35

Gambar 3.1 Distribusi Regangan Dan Tegangan Pada Balok Tulangan

Rangkap...............................................................................................41

Gambar 3.2 Distribusi Regangan Pada Penampang Balok Dengan Tulangan

Tarik Dan Tulangan Tekan Lebih Dari 1 Baris...................................46

Gambar 3.3 Skema Hitungan Momen Rencana Balok ( Penampang Balok


Dengan Tulangan Rangkap )................................................................53

Gambar 3.4 Retak Balok Akibat Gaya Geser...........................................................54

Gambar 3.5 Lokasi Geser Maksimal ( Vud ) Untuk Perencanaan............................57

Gambar 3.6 Skema Hitungan Begel Balok...............................................................60

Gambar 3.7 Contoh Torsi Keseimbangan.................................................................61

Gambar 3.8 Retak Akibat Torsi Menurut Analogi Rangka Ruang...........................65

Gambar 3.9 Contoh Acp Dan Pcp.............................................................................68

Gambar 4.0 Definisi Aoh Dan Ph.............................................................................69

Gambar 4.1 Skema Hitungan Tulangan Torsi..........................................................72

Gambar 4.2 Skema Penyelesaian Tugas Akhir.........................................................74

Gambar 4.3 Tampak Atas Denah Bangunan Yang Ditinjau.....................................75

Gambar 4.4 Pembebanan Pada Pelat Atap Dengan Metode Amplop.......................76

Gambar 4.5 Pekerjaan Chipping Pada Metode Grouting........................................113


DAFTAR NOTASI

wc = Berat beton ( kg/m3 )

fc’ = Mutu beton ( MPa )

fy = Mutu baja ( MPa )

Ec = Modulus elastisitas beton ( MPa )

Es = Modulus elastisitas baja ( MPa )

fr = Modulus keruntuhan ( MPa )

M = Momen maksimum ( Nmm )

b = Lebar balok ( mm )

h = Tinggi balok ( mm )

d = Tinggi efektif penampang balok ( mm )

= Regangan

e = Regangan elastis

c = Rangkak

sh = Susut

t = waktu

As = Luas tulangan tarik ( mm2 )

As’ = Luas tulangan tekan ( mm2 )

s = Regangan tarik baja

c = Regangan tarik beton

c = Berat jenis beton ( KN/m3 )

c’ = Regangan tekan beton

y = Regangan tarik baja tulangan pada saat leleh


NT = Gaya tarik ( N )

ND = Gaya tekan ( N )

fc = Tegangan tarik beton ( MPa )

fc’ = Tegangan tekan beton ( MPa )

fs = Tegangan tarik baja ( MPa )

U = Kombinasi beban terfaktor ( KN, KN/m, atau KNm ).

D = Beban mati / Dead load ( KN, KN/m, atau KNm ).

L = Beban hidup / Life load ( KN, KN/m, atau KNm ).

A = Beban hidup atap ( KN, KN/m, atau KNm ).

R = Beban air hujan ( KN, KN/m, atau KNm ).

W = Beban angin / Wind load ( KN atau KN/m ).

E = Beban gempa / Earth Quake Load ( KN atau KNm ).

= Faktor reduksi kekuatan

Rr = Kuat rencana ( KNm )

Rn = Kuat nominal ( KNm )

Ru = Kuat perlu ( KNm )

a = Tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekivalen ( mm )

c = Jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan ( mm )

Cc = Gaya tekan beton ( KN )

ds = Jarak antara titik berat tulangan tarik dan tepi serat beton tarik ( mm )

Mn = Momen nominal aktual ( KNm )

Ts = Gaya tarik baja tulangan ( KN )

1 = Faktor pembentuk tegangan beton tekan persegi ekivalen, yang bergantung

mutu beton ( fc’ )


cu’ = Regangan tekan beton maksimal

= Rasio tulangan

K = Faktor momen pikul

Mns = Momen nominal yang dihasilkan oleh gaya tekan tulangan ( KNm )

Mnc = Momen nominal yang dihasilkan oleh gaya tekan beton ( KNm )

Mr = Momen rencana pada penampang balok ( KNm )

Mu = Momen perlu pada penampang balok ( KNm )

Vr = Gaya geser rencana ( KN )

Vn = Kuat geser nominal ( KN )

Av,u = Luas begel perlu per meter panjang balok ( mm2 )

Vc = Gaya geser yang ditahan oleh beton ( KN )

Vs = Gaya geser yang ditahan oleh begel ( KN )

v = Tegangan geser torsi ( MPa )

T = Momen torsi ( Nmm )

Ao = Luasan yang dibatasi oleh garis pusat ( centerline ) dinding pipa ( mm2 )

t = Tebal dinding pipa ( mm )

tc = Tebal dinding pipa ekivalen ( mm )

Acp = Luasan yang dibatasi oleh tepi luar penampang ( mm2 )

Pcp = Keliling penampang ( mm )

fyv = Tegangan leleh tulangan sengkang ( MPa )

fyl = Tegangan leleh tulangan longitudinal ( MPa )

= Sudut retak = 45o untuk non prategang

Mo = Momen primer ( KNm )

L = Panjang bentang balok ( m )


qekiv = Beban merata ekivalen ( KN/m’ )

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beton merupakan elemen struktur bangunan yang telah dikenal dan banyak

dimanfaatkan sampai saat ini. Beton banyak mengalami perkembangan, baik dalam

pembuatan campuran maupun dalam pelaksanaan konstruksinya. Salah satu

perkembangan beton yaitu pembuatan kombinasi antara material beton dan baja

tulangan menjadi satu kesatuan konstruksi yang dikenal sebagai beton bertulang.

Beton bertulang banyak diterapkan pada bangunan-bangunan seperti :

gedung, jembatan, perkerasan jalan, bendungan, tandon air dan berbagai konstuksi

lainnya. Beton bertulang pada bangunan gedung terdiri dari beberapa elemen

struktur, misalnya balok, kolom, pelat lantai, pondasi, sloof, ring balok, ataupun pelat

atap.

Beton bertulang sebagai elemen balok harus diberi penulangan yang berupa

penulangan lentur ( memanjang ) dan penulangan geser. Penulangan lentur dipakai

untuk menahan pembebanan momen lentur yang terjadi pada balok. Penulangan

geser ( penulangan sengkang ) digunakan untuk menahan pembebanan geser ( gaya

lintang ) yang terjadi pada balok.

Semua elemen struktur balok, baik struktur beton maupun baja, tidak terlepas

dari masalah gaya geser. Gaya geser umumnya tidak bekerja sendirian, tetapi

berkombinasi dengan lentur, torsi atau gaya normal.


Percobaan – percobaan yang telah dipublikasikan menunjukkan bahwa sifat

keruntuhan akibat gaya geser pada suatu elemen struktur beton bertulang adalah getas

(brittle), tidak daktail, dan keruntuhannya terjadi secara tiba - tiba tanpa ada peringatan.

Hal tersebut disebabkan kekuatan geser struktur beton bertulang terutama tergantung

pada kekuatan tarik dan tekan beton. Keadaan ini sangat berbeda dengan tujuan

perencanaan yang selalu menginginkan suatu struktur yang daktail. Sehingga

meskipun, prediksi keruntuhan geser cukup sulit, seorang perencana harus berupaya

agar jenis keruntuhan geser tidak terjadi.

Untuk memahami mekanisme retak , kita tinjau suatu balok yang ditumpu

secara sederhana ( yaitu dengan tumpuan sendi pada ujung yang satu dan tumpuan rol

pada ujung lainnya ), kemudian diatas balok diberi beban cukup berat, balok tersebut

dapat terjadi 2 (dua) jenis retakan, yaitu retak yang arahnya vertikal dan retak yang

arahnya miring ( lihat gambar 1.1 ).

retak miring retak miring

A retak vertikal B

Gambar 1.1: Jenis retakan pada balok


Retak vertikal terjadi akibat kegagalan balok dalam menahan beban lentur,

sehingga biasanya terjadi pada daerah lapangan (bentang tengah ) balok, karena pada

daerah ini timbul momen lentur paling besar. Retak miring terjadi akibat kegagalan

balok dalam menahan beban geser, sehingga biasanya terjadi pada daerah ujung

(dekat tumpuan ) balok, karena pada daerah ini timbul gaya geser / gaya lintang

paling besar.

1.2. Perumusan Masalah

Masalah yang dibahas dalam tugas akhir ini ialah penyebab terjadinya

keretakan balok bangunan gedung serta metode mengatasi keretakan tersebut .

Penyebab keretakan tersebut baik dari sifat-sifat beton itu sendiri, material serta

bahan pembentuk beton bertulang maupun beban / gaya-gaya yang bekerja.

1.3. Pembatasan Masalah

Karena luasnya cakupan masalah dalam pembahasan tugas akhir ini, maka

penulis membuat beberapa batasan masalah yang sesuai dengan tingkat pendidikan

dan pengetahuan penulis. Pada penulisan tugas akhir ini, batasan-batasan yang

digunakan adalah :

1. Kasus yang ditinjau adalah gedung yang berfungsi sebagai rumah tinggal 4

(empat) lantai yang berbentuk seperti ruko dengan tinggi masing-masing

lantai 4 m.

2. Balok yang mengalami keretakan tersebut berada di lantai 4 (empat).

Sedangkan pada lantai 1(satu), 2(dua), dan 3(tiga) tidak mengalami

keretakan.


3. Balok yang dianalisa di misalkan merupakan balok persegi diatas perletakan

jepit-jepit.

4. Ukuran dimensi masing-masing balok adalah 20 x 30 cm.

5. Panjang bentang balok arah melintang adalah 3.60 m dan memanjang adalah

masing-masing 1.65 m; 4 m; dan 4 m .

6. Faktor penyebab keretakan yang akan ditinjau diantaranya:

6.a. faktor dari sifat beton itu sendiri antara lain: rangkak dan susut.

6.b. faktor bahan dan material pembentuk balok beton bertulang antara lain:

Semen, pasir, kerikil,fas, maupun tulangan bajanya.

6.c. beban / gaya-gaya dalam yang bekerja antara lain: momen lentur, gaya

geser, dan torsi.

7. Beban / gaya-gaya luar seperti beban gempa tidak diperhitungkan, yang

diperhitungkan hanya beban mati dan beban hidup.

8. Metode / cara perbaikan keretakan antara lain:

7.a. metode injeksi dengan material epoxy.

7.b. metode grouting pada balok beton bertulang.

9. Analisis perhitungan berdasarkan SNI 03-2847-2002.

1.4. Maksud Dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk menganalisa

penyebab terjadinya keretakan balok pada bangunan gedung yang ditinjau dan

mencari solusi yang tepat dalam mengatasi keretakan tersebut.


1.5. Metode Pengumpulan Data

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis melakukan metode pengumpulan

data dengan cara sebagai berikut :

1. Metode Observasi adalah metode pengamatan langsung ke lapangan dimana

penulis melakukan pengukuran as-as bangunan pada arah melintang dan

memanjang, pengukuran tinggi antar lantai, pengukuran dimensi balok yang

ditinjau serta wawancara secara langsung dengan pihak terkait mengenai

bangunan tersebut.

2. Metode Studi Literatur, yaitu mencari acuan dan petunjuk sebagai bahan

masukan dari buku-buku daftar pustaka maupun akses internet yang erat

hubungannya dengan topik masalah yang akan dibahas.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Beton dan Beton Bertulang

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau

agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat

dari semen dan air membentuk suatu massa mirip-batuan. Terkadang, satu atau lebih

bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu,

seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan.

Seperti substansi-substansi mirip batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang

tinggi dan kuat tarik yang sangat rendah.

Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja dimana

tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki beton.

2.1.1. Kelebihan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur

Beton bertulang boleh jadi adalah bahan konstruksi yang paling penting.

Beton bertulang digunakan dalam berbagai bentuk untuk hampir semua struktur

besar maupun kecil bangunan, jembatan, perkerasan jalan, bendungan, dinding

penahan tanah, terowongan, jembatan yang melintasi lembah ( viaduct ), drainase

serta fasilitas irigasi, tangki, dan sebagainya.

Sukses besar beton sebagai bahan konstruksi yang universal cukup mudah dipahami

jika dilihat dari banyaknya kelebihan yang dimilikinya. Kelebihan tersebut antara

lain :

1. beton memiliki kuat tekan yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan

kebanyakan bahan lain.


2. Beton bertulang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap api dan air,

bahkan merupakan bahan struktur terbaik untuk bangunan yang banyak

bersentuhan dengan air. Pada peristiwa kebakaran dengan intensitas rata-

rata, batang-batang struktur dengan ketebalan penutup beton yang

memadai sebagai pelindung tulangan hanya mengalami kerusakan pada

permukaannya saja tanpa mengalami keruntuhan.

3. Struktur beton bertulang sangat kokoh.

4. Beton bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi.

5. Dibandingkan dengan bahan lain, beton memiliki usia layan yang sangat

panjang. Dalam kondisi-kondisi normal, struktur beton bertulang dapat

digunakan sampai kapan pun tanpa kehilangan kemampuannya untuk

menahan beban. Ini dapat dijelaskan dari kenyataannya bahwa kekuatan

beton tidak berkurang dengan berjalannya waktu bahkan semakin lama

semakin bertambah dalam hitungan tahun, karena lamanya proses

pemadatan pasta semen.

6. Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yang ekonomis untuk

pondasi tapak, dinding basement, tiang tumpuan jembatan, dan bangunan-

bangunan semacam itu.

7. Salah satu ciri khas beton adalah kemampuannya untuk dicetak menjadi

bentuk yang sangat beragam, mulai dari pelat, balok, dan kolom yang

sederhana sampai atap kubah dan cangkang besar.


8. Di sebagian besar daerah, beton terbuat dari bahan-bahan lokal yang murah

(pasir, kerikil, dan air) dan relatif hanya membutuhkan sedikit semen dan

tulangan baja, yang mungkin saja harus didatangkan dari daerah lain.

9. Keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi beton

bertulang lebih rendah bila dibandingkan dengan bahan lain seperti

struktur baja.

2.1.2. Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur

Untuk dapat mengoptimalkan penggunaan beton, perencana harus mengenal

dengan baik kelemahan-kelemahan beton bertulang disamping kelebihan-

kelebihannya. Kelemahan-kelemahan tersebut antara lain :

1. Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, sehingga memerlukan

penggunaan tulangan tarik.

2. Beton bertulang memerlukan bekisting untuk menahan beton tetap di

tempatnya sampai beton tersebut mengeras. Selain itu, penopang atau

penyangga sementara mungkin diperlukan untuk menjaga agar bekisting

tetap berada pada tempatnya, misalnya pada atap, dinding, dan struktur-

struktur sejenis, sampai bagian-bagian beton ini cukup kuat untuk

menahan beratnya sendiri. Bekisting sangat mahal. Di Amerika Serikat,

biaya bekisting berkisar antara sepertiga hingga dua pertiga dari total biaya

suatu struktur beton bertulang, dengan nilai sekitar 50%. Sudah jelas

bahwa untuk mengurangi biaya dalam pembuatan suatu struktur beton

bertulang, hal utama yang harus dilakukan adalah mengurangi biaya

bekisting.


3. Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton mengakibatkan beton

bertulang menjadi berat. Ini akan sangat berpengaruh pada struktur-

struktur bentang panjang dimana berat beban mati beton yang besar akan

sangat mempengaruhi lentur momen .

4. Sifat-sifat beton sangat bervariasi karena bervariasinya proporsi campuran

dan pengadukannya. Selain itu, penuangan dan perawatan beton tidak bisa

ditangani seteliti seperti yang dilakukan pada proses produksi material lain

seperti struktur baja dan kayu.

2.2. Sifat-sifat Beton Bertulang :

Pengetahuan yang mendalam tentang sifat-sifat beton bertulang sangat

penting sebelum memulai mendesain struktur beton bertulang. Beberapa sifat-sifat

beton bertulang antara lain :

2.2.1. Sifat Jangka Pendek :

2.2.1.1. Kuat Tekan

Kuat tekan beton (f’c) dilakukan dengan melakukan uji silinder beton dengan

ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm pada umur 28 hari dengan tingkat

pembebanan tertentu. Selama periode 28 hari silinder beton ini biasanya ditempatkan

dalam sebuah ruangan dengan temperatur tetap dan kelembapan 100%.

Kurva tegangan-regangan pada gambar dibawah menampilkan hasil yang

dicapai dari uji kompresi terhadap sejumlah silinder uji standar berumur 28 hari yang

kekuatannya beragam.

• Kurva hampir lurus ketika beban ditingkatkan dari nol sampai kira-kira 1/3 -

1/2 kekuatan maksimum beton.


• Diatas kurva ini perilaku betonnya nonlinear. Ketidak linearan kurva

tegangan-regangan beton pada tegangan yang lebih tinggi ini mengakibatkan

beberapa masalah ketika kita melakukan analisis struktural terhadap

konstruksi beton karena perilaku konstruksi tersebut juga akan nonlinear

pada tegangan-tegangan yang lebih tinggi.

• Satu hal penting yang harus diperhatikan adalah kenyataan bahwa berapa

pun besarnya kekuatan beton, semua beton akan mencapai kekuatan

puncaknya pada regangan sekitar 0,002.

• Beton tidak memiliki titik leleh yang pasti, sebaliknya kurva beton akan tetap

bergerak mulus hingga tiba di titik kegagalan (point of rupture) pada

regangan sekitar 0,003 sampai 0,004.

• Banyak pengujian yang telah menunjukkan bahwa kurva-kurva tegangan-

regangan untuk silinder-silinder beton hampir identik dengan kurva-kurva

serupa untuk sisi balok yang mengalami tekan.

• Harus diperhatikan juga bahwa beton berkekuatan lebih rendah lebih daktail

daripada beton berkekuatan lebih tinggi, artinya beton-beton yang lebih

lemah akan mengalami regangan yang lebih besar sebelum mengalami

kegagalan.


Gambar 2.1: Kurva tegangan – regangan beton yang umum,

dengan pembebanan jangka-pendek (Jack C. McCormac,2001)

2.2.1.2. Modulus Elastisitas Statis

Beton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi

tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik dan

perbandingan semen dan agregat. Sebagai tambahan, ada beberapa defenisi mengenai

modulus elastisitas :

a. Modulus awal adalah kemiringan diagram tegangan-regangan pada titik

asal dari kurva.

b. Modulus tangen adalah kemiringan dari salah satu tangent (garis singgung)

pada kurva tersebut di titik tertentu di sepanjang kurva, misalnya pada

50% dari kekuatan maksimum beton.

c. Kemiringan dari suatu garis yang ditarik dari titik asal kurva ke suatu titik

pada kurva tersebut di suatu tempat di antara 25% sampai 50% dari

kekuatan tekan maksimumnya disebut Modulus sekan.


d. Modulus yang lain, disebut modulus semu (apparent modulus) atau

modulus jangka panjang, ditentukan dengan menggunakan tegangan dan

regangan yang diperoleh setelah beban diberikan selama beberapa waktu.

Peraturan ACI menyebutkan bahwa rumus untuk menghitung modulus

elastisitas beton yang memiliki berat beton (wc) berkisar dari 1500-2500 kg/m3.

Ec = wc1,5 (0,043) √ fc’ ( 2.01 )

Dimana :

wc : berat beton (kg/m3)

fc’ : mutu beton (Mpa)

Ec : modulus elastisitas (Mpa)

Dan untuk beton dengan berat normal beton yang berkisar 2320 kg/m3

Ec = 4700 √fc’ ( 2.02 )

Beton dengan kekuatan diatas 40 Mpa disebut sebagai beton mutu-tinggi. Pengujian

telah menunjukkan bahwa bila persamaan ACI yang biasa digunakan untuk

menghitung Ec dipakai untuk beton mutu tinggi , nilai yang didapat terlalu besar.

Berdasarkan hasil studi yang dilakukan di Cornell University, persamaan berikut ini

direkomendasikan untuk digunakan pada beton dengan berat normal yang memiliki

nilai fc’ antara 40 Mpa dan 80 Mpa, dan untuk beton ringan dengan fc’ 40 dan 60

Mpa.

Ec = ( 3,32 √fc’ + 6895 ) wc ( 2.03 )

2320


Gambar 2.2: Modulus tangent dan modulus sekan pada beton ( Nawy,2001 )

2.2.1.3. Modulus Elastisitas Dinamis

Modulus elastisitas dinamis, yang berkorespondensi dengan regangan-

regangan sesaat yang sangat kecil, biasanya diperoleh dari uji sonik. Nilainya

biasanya lebih besar 20%-40% daripada nilai modulus elastisitas statis dan kira-kira

sama dengan modulus nilai awal. Modulus elastisitas dinamis ini biasanya dipakai

pada analisa struktur dengan beban gempa atau tumbukan.

2.2.1.4. Perbandingan Poisson

Ketika sebuah beton menerima beban tekan, silinder tersebut tidak hanya

berkurang tingginya tetapi juga mengalami ekspansi (pemuaian) dalam arah lateral.

Perbandingan ekspansi lateral dengan pendekatan longitudinal ini disebut sebagai

Perbandingan Poisson(Poisson’s ratio). Nilainya bervariasi mulai dari 0,11 untuk

beton mutu tinggi dan 0,21 untuk beton mutu rendah, dengan nilai rata-rata 0,16.


2.2.1.5. Kuat Tarik

Kuat tarik beton bervariasi antara 8% sampai 15% dari kuat tekannya. Alasan

utama dari kuat tarik yang kecil ini adalah kenyataan bahwa beton dipenuhi oleh

retak-retak halus. Retak-retak ini tidak berpengaruh besar bila beton menerima beban

tekan karena beban tekan menyebabkan retak menutup sehingga memungkinkan

terjadinya penyaluran tekanan. Jelas ini tidak terjadi bila balok menerima beban

tarik.

Kuat tarik beton tidak berbanding lurus dengan kuat tekan ultimitnya ( fc’).

Meskipun demikian, kuat tarik ini diperkirakan berbanding lurus terhadap akar

kuadrat dari ( fc’). Kuat tarik ini cukup sulit untuk diukur dengan beban-beban tarik

aksial langsung akibat sulitnya memegang spesimen uji untuk menghindari

konsentrasi tegangan dan akibat kesulitan dalam meluruskan beban-beban tersebut.

Sebagai akibat dari kendala ini, diciptakanlah dua pengujian yang agak tidak

langsung untuk menghitung kuat tarik beton. Keduanya adalah uji modulus

keruntuhan dan uji pembelahan silinder.

Modulus keruntuhannya fr ditentukan dari rumus lentur. Pada rumus-rumus

berikut ini :

fr = 6M ( 2.04 )

bh2

Dimana : fr = modulus keruntuhan ( N / mm2 )

M = momen maksimum ( Nmm )

b = lebar balok ( mm )

h = tinggi balok ( mm )


Berdasarkan beratus-ratus hasil pengujian, peraturan ACI menyebutkan nilai

modulus keruntuhan fr sama dengan 7,5 √fc’ , dimana fc’ dalam satuan psi. Kuat

tarik pada saat terjadi pembelahan disebut sebagai kuat pembelahan-silinder (split-

cylinder strength) dan dapat dihitung dengan rumus berikut ini:

fr = 2P ( 2.05 )

LD

Dimana : P = gaya tekan maksimum ( N )

L = panjang ( mm )

D = diameter silinder ( mm )

Gambar 2.3: Uji pembelahan silinder (Jack C. McCormac, 2001)

2.2.1.6. Kuat Geser

Melakukan pengujian untuk memperoleh keruntuhan geser yang betul-betul

murni tanpa dipengaruhi oleh tegangan-tegangan lain sangatlah sulit. Akibatnya,


pengujian kuat geser beton selama bertahun-tahun selalu menghasilkan nilai-nilai

leleh yang terletak di antara 1/3 sampai 4/5 dari kuat tekan maksimumnya.

2.2.2. Sifat Jangka Panjang :

2.2.2.1. Rangkak

Rangkak atau aliran material lateral adalah peningkatan regangan terhadap

waktu akibat beban yang terus menerus berkerja. Deformasi awal akibat beban

adalah regangan elastis, sementara regangan tambahan akibat beban yang sama yang

terus berkerja adalah regangan rangkak.. Asumsi ini karena deformasi awal yang

tercatat hanya berupa sedikit efek yang bergantung pada waktu. Pada Gambar 2.4

terlihat bahwa laju rangkak berkurang seiring bertambahnya waktu. Rangkak tidak

dapat diamati secara langsung, namun dapat ditentukan dengan mengurangkan

regangan elastis dengan regangan susut dari deformasi total. Meskipun rangkak dan

susut merupakan fenomena yang tidak independent, dapat diasumsikan bahwa

superposisi tegangan berlaku, sehingga :

Regangan total ( t )= Regangan elastis ( e )+ rangkak ( c )+ susut ( sh ) (2.06 )

Gambar 2.4 : Kurva regangan-waktu ( Nawy,2001 )


Faktor–faktor yang mempengaruhi rangkak adalah:

a. Kekuatan

Rangkak berkurang bila kenaikan kekuatan semakin besar.

b. Perbandingan campuran

Bila fas dan volume pasta semen berkurang, maka rangkak berkurang.

c. Agregat

Rangkak bertambah bila agregat makin halus.

d. Perawatan

Kurangnya perawatan menyebabkan beton mudah rangkak .

e. Umur

Kecepatan rangkak berkurang sejalan dengan umur beton.

2.2.2.2. Susut

Pada dasarnya ada dua jenis susut, susut plastis dan susut pengeringan. Susut

plastis terjadi selama beberapa jam pertama sesudah pengecoran beton segar

dicetakan.

Susut pengeringan adalah berkurangnya volume elemen apabila terjadi

kehilangan kandungan air akibat penguapan . Pada Gambar 2.5 dapat terlihat laju

susut terhadap waktu.

Gambar 2.5: Kurva susut-waktu ( Nawy,2001 )


Faktor-faktor yang mempengaruhi susut pengeringan:

a. Agregat.

Agregat beraksi menahan susut pada semen. Jadi beton dengan

kandungan agregat lebih banyak akan lebih tahan terhadap susut.

b. Rasio air/semen.

Semakin tinggi rasio air/semen, semakin besar pula efek susut.

c. Ukuran elemen beton.

Semakin besar elemen beton, maka semakin kecil susutnya.

d. Kondisi kelembaban disekitar.

Pada daerah dengan kelembaban yang tinggi laju susut akan lebih kecil.

e. Banyaknya penulangan.

Beton bertulang akan lebih sedikit mengalami susut dibanding dengan

beton polos.

f. Bahan additive.

Penambahan bahan yang bersifat untuk mempercepat pengerasan beton

akan mengakibatkan beton banyak mengalami susut.

g. Jenis semen.

Semen jenis cepat kering akan mengakibatkan beton banyak mengalami

susut.

h. Karbonansi.

Susut karbonansi diakibatkan oleh reaksi antara karbondioksida (CO2)

yang ada di atmosfer dan yang ada di pasta semen. Banyaknya susut

gabungan bergantung pada urutan proses karbonasi dan pengeringan. Jika


keduanya terjadi secara simultan, maka susut yang terjadi akan lebih

sedikit.

2.3. Persyaratan Bahan Penyusun Beton Bertulang

Kualitas beton bertulang sangat ditentukan oleh kualitas bahan penyusunnya.

Oleh karena itu agar diperoleh beton bertulang yang baik, maka harus dipilih bahan

penyusun yang berkualitas baik pula. Bahan penyusun yang baik ini mempunyai

persyaratan-persyaratan tertentu yang sedapat mungkin dipenuhi.

2.3.1. Persyaratan Air

Menurut Peraturan Beton Bertulang Indonesia Tahun 1971 ( PBBI-1971 ), air

yang digunakan untuk membuat beton bertulang harus bersih, tidak boleh

mengandung minyak, asam, alkali, garam-garam, zat organik atau bahan-bahan lain

yang bersifat merusak beton dan baja tulangan. Nilai banding berat air dan semen

untuk suatu adukan beton dinamakan water cement ratio (w.c.r. ). Agar terjadi

proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton, pada umumnya dipakai nilai

water cement ratio ( w.c.r. ) sebesar 0,40 – 0,60 ( Anis Rahmawati, 2011 ) tergantung

mutu beton yang hendak dicapai. Semakin tinggi mutu beton yang ingin dicapai

umumnya menggunakan nilai w.c.r. rendah, sedangkan di lain pihak, untuk

menambah daya workability (kelecakan, sifat mudah dikerjakan ) diperlukan nilai

w.c.r. yang lebih tinggi.

2.3.2. Persyaratan Semen

Menurut SII 0013-81 ( Tjokrodimuljo, 1996 ), semen ( sering disebut dengan:

semen portland ) yang dipakai di Indonesia dibagi menjadi 5 jenis, yaitu :

a. Jenis I : Semen portland untuk penggunaan umum, tidak memerlukan

persyaratan khusus.


b. Jenis II : Semen portland untuk beton tahan sulfat dan mempunyai panas

hidrasi sedang.

c. Jenis III : Semen portland untuk beton dengan kekuatan awal tinggi (cepat

mengeras ).

d. Jenis IV : Semen portland untuk beton yang memerlukan panas hidrasi

rendah.

e. Jenis V : Semen portland untuk beton yang sangat tahan terhadap sulfat.

Tabel 2.1 : Jumlah semen minimum dan nilai faktor air semen

maksimum

Keterangan Jumlah semen minimum

per m3 beton ( kg )

Nilai faktor air semen

maksimum

Beton di dalam ruang

bangunan :

a. Keadaan keliling

korosif

b. Keadaan keliling

korosif disebabkan

oleh kondensasi

atau uap-uap

korosif

275

325

0,60

0,52

Beton diluar ruang

bangunan :


a. Tidak terlindung

dari hujan dan terik

matahari langsung

b. Terlindung dari

hujan dan terik

matahari langsung

325

275

0,6

0,6

Beton yang masuk ke

dalam tanah :

a. Mengalami

keadaan basah

kering berganti-

ganti

b. Mendapat

pengaruh sulfat

alkali dari tanah

atau air tanah

325

375

0,55

0,52

Beton yang kontiniu

berhubungan dengan air :

a. Air tawar

b. Air laut

275

375

0,57

0,52

Sumber PBI “ 71”


2.3.3. Persyaratan Pasir

Pasir merupakan agregat halus yang mempunyai ukuran diameter 1 mm – 5

mm. Pasir yang digunakan sebagai bahan beton bertulang, harus memenuhi syarat

berikut :

1. Berbutir tajam dan keras.

2. Bersifat kekal, yaitu tidak mudah lapuk / hancur oleh perubahan cuaca,

seperti terik matahari dan hujan.

3. Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5 % dari berat keringnya. Jika

kandungan lumpur lebih dari 5 %, maka pasir tersebut harus dicuci.

4. Tidak boleh digunakan pasir laut ( kecuali dengan petunjuk staf ahli ),

karena pasir laut ini banyak mengandung garam yang dapat merusak

beton / baja tulangan.

2.3.4. Persyaratan Kerikil

Kerikil merupakan agregat kasar yang mempunyai ukuran diameter 5 mm –

40 mm. Sebagai pengganti kerikil dapat pula dipakai batu pecah ( split ). Kerikil atau

batu pecah yang mempunyai ukuran diameter lebih dari 40 mm tidak baik untuk

pembuatan beton.

Kerikil atau batu pecah yang digunakan sebagai bahan beton bertulang, harus

memenuhi syarat berikut :

1. Bersifat padat dan keras, tidak berpori.

2. Harus bersih, tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 %. Jika

kandungan lumpur lebih dari 1 %, maka kerikil / batu pecah tersebut

harus dicuci.

3. Pada keadaan terpaksa, dapat dipakai kerikil bulat.


2.3.5. Persyaratan Baja Tulangan

a. Jenis baja tulangan

Menurut SNI 03-2847-2002, tulangan yang dapat digunakan pada elemen

beton bertulang dibatasi hanya pada baja tulangan dan kawat baja saja. Belum

ada peraturan yang mengatur penggunaan tulangan lain, selain dari baja

tulangan atau kawat baja tersebut.

Baja tulangan yang tersedia di pasaran ada 2 jenis, yaitu baja tulangan polos

(BJTP) dan baja tulangan ulir atau deform (BJTD). Tulangan polos biasanya

digunakan untuk tulangan geser / begel / sengkang, yang mempunyai

tegangan leleh ( fy ) minimal sebesar 240 Mpa ( disebut BJTP-24 ), dengan

ukuran 6, 8, 10, 12, 14, dan 16 ( dengan adalah simbol yang

menyatakan diameter tulangan polos ). Tulangan ulir / deform digunakan

untuk tulangan longitudinal atau tulangan memanjang, dan mempunyai

tegangan leleh ( fy ) minimal 300 Mpa ( disebut BJTD-30 ).

b. Kuat tarik baja tulangan

Meskipun baja tulangan juga mempunyai sifat tahan terhadap beban tekan,

tetapi karena harganya cukup mahal, maka baja tulangan ini hanya

diutamakan untuk menahan beban tarik pada struktur beton bertulang,

sedangkan beban tekan yang bekerja cukup ditahan oleh betonnya.

Hubungan antara tegangan dan regangan tarik baja tulangan dilukiskan pada

gambar 2.6.


Gambar 2.6 : Grafik Tegangan – Regangan Baja

Beberapa karakteristik material dapat dilihat dari grafik diatas :

1. perilaku elastis: perilaku elastis terjadi apabila tegangan yang terjadi masih

dalam area elastis. Dimana pada daerah elastis ini kurva yang terbentuk

adalah garis linier. Jadi pada pada daerah ini tegangan yang terjadi

proporsional terhadap regangan yang terjadi. Titik akhir dari garis linier

ini disebut dengan batas elastis.

2. leleh : tegangan yang terjadi sedikit diatas area elastis akan menyebabkan

material berdeformasi secara permanen. Perilaku ini disebut dengan leleh.

Peristiwa leleh ini terjadi pada dua buah titik antara tegangan leleh bawah

dimana tegangan tidak berubah tetapi regangan terus meningkat hingga

titik leleh atas.

3. strain hardening : ketika material telah mencapai titik leleh atas tegangan

dapat ditingkatkan dan menghasilkan kurva yang terus meningkat tetapi


semakin datar hingga mencapai tegangan ultimate. Kurva tersebut disebut

dengan strain hardening.

4. necking : setelah melewati tegangan ultimate kurva menurun hingga

mencapai tegangan patah. Pada area kurva ini tegangan turun kemudian

regangan bertambah tetapi luas permukaan berkurang pada sebuah titik.

Hal ini yang disebut dengan necking.

c. Modulus elastisitas baja tulangan.

Dari hubungan tegangan- regangan tarik baja tulangan pada gambar 2.6,

terlihat sudut (sloope) yaitu sudut antara garis lurus kurva yang ditarik dari

kondisi tegangan nol sampai tegangan leleh fy dan garis regangan s.

Modulus elastisitas baja tulangan ( Es ) merupakan tangens dari sudut

tersebut. Menurut pasal 10.5.2 SNI 03-2847-2002, modulus elastisitas baja

tulangan non pratekan Es dapat diambil sebesar 200.000 Mpa.

2.4. Jenis – Jenis Retak Pada Balok Beton Bertulang

Dibawah ini akan disajikan jenis-jenis retak berdasarkan sifat-sifat bahan

penyusun dan gaya-gaya yang bekerja pada beton bertulang tersebut.

2.4.1. Retak Akibat Penurunan Plastis

Retak akibat penurunan plastis disebabkan perbedaan penurunan sebagai

akibat bleeding. Bleeding mungkin tidak tampak karena penguapan yang lebih cepat

dari naiknya air ke permukaan.

Semua upaya yang mengurangi pendarahan ( bleeding ) akan mengurangi

resiko retak plastis, misalnya faktor air semen yang rendah ( misalnya 0,48 ),

campuran yang lebih kohesif, bentuk agregat yang lebih baik ( tidak pipih atau

memanjang ), pemadatan yang baik, perlindungan yang cukup terhadap angin dan


perawatan yang baik. Air-entrain juga akan membantu untuk mencegah retak.

Sedangkan retarder yang memperlambat set akan memperpanjang kemungkinan

terjadinya retak.

2.4.2. Retak Akibat Susut Plastis ( Plastic Shrinkage Cracks )

Retak disebabkan oleh susut akibat menguapnya air. Penguapan yang cepat

dari kelembaban permukaan yang terekspos dari beton segar bisa terjadi setelah

penyelesaian ( finishing ) rampung, tapi sebelum perawatan ( curing ) dimulai. Jika

pada tahap ini pendarahan ( bleeding ) telah berhenti, tetapi kekuatan tarik beton

masih sangat minim, maka kondisi ini kondusif untuk terjadinya retak penyusutan

plastis.

Bila kecepatan penguapan lebih dari 1 kg / m2 / jam ( Departemen PU,2004 ),

resiko retak penyusutan plastis adalah tinggi. Pada iklim tropis, kondisi seperti ini

adalah umum, apalagi bila temperatur betonnya sendiri sudah tinggi.

2.4.3. Retak Rambut ( Microcracking )

Dari penyelidikan yang cukup lama telah terbukti bahwa retak-retak rambut

( lebar maksimum 0,25 mm ) tidaklah mempengaruhi ketahanan beton bilamana

penutup beton cukup tebal dan beton dipadatkan dengan baik. Retak rambut ini

terjadi karena :

1. Tegangan akibat susut

Retak yang menjembatani ( bridging crack ) mulai timbul pada tegangan

sebesar 0,7 – 0,9 strees / strength ( Laboratorium Metalurgi

Surabaya,2001 ).

2. Pendarahan ( bleeding )


2.4.4. Retak Vertikal ( Retak Lentur )

Retak vertikal terjadi akibat kegagalan balok dalam menahan beban lentur,

sehingga biasanya terjadi pada daerah lapangan (bentang tengah ) balok, karena pada

daerah ini timbul momen lentur paling besar.

2.4.5. Retak Miring ( Retak Geser )

Retak miring terjadi akibat kegagalan balok dalam menahan beban geser,

sehingga biasanya terjadi pada daerah ujung (dekat tumpuan ) balok, karena pada

daerah ini timbul gaya geser / gaya lintang paling besar.

2.4.6. Retak Puntir ( Torsion Crack )

Retak puntir ( torsi ) ini sebenarnya hampir mirip dengan retak geser.

Bedanya, pada retak puntir ini retaknya melingkar di sekeliling balok.

2.5. Metode Kekuatan Pada Balok Beton Bertulang

.

Gambar 2.7: Perilaku Lentur Pada Beban Kecil

Untuk membahas metode kekuatan lebih lanjut, berikut ini diberikan tinjauan

ulang perilaku balok beton bertulang bentangan sederhana untuk memikul beban

yang berangsur meningkat dari mula-mula kecil sampai pada suatu tingkat

pembebanan yang menyebabkan hancurnya struktur.


Pada beban kecil, dengan menganggap belum terjadi retak beton, secara

bersama-sama beton dan baja tulangan bekerja menahan gaya-gaya di mana gaya

tekan ditahan oleh beton saja. Distribusi tegangan akan tampak seperti pada gambar

2.7 dimana distribusi tegangannya linear, bernilai nol pada garis netral dan sebanding

dengan regangan yang terjadi. Kasus demikian ditemui bila tegangan maksimum

yang timbul pada serat tarik masih cukup rendah, nilainya masih di bawah modulus

of rupture.

Pada beban sedang, kuat tarik beton dilampaui dan beton mengalami retak

rambut seperti tampak pada gambar 2.8. Karena beton tidak dapat meneruskan gaya

tarik melintasi daerah retak, karena terputus-putus, baja tulangan akan mengambil

alih memikul seluruh gaya tarik yang timbul. Distribusi tegangan untuk penampang

pada atau dekat bagian yang retak tampak seperti pada gambar 2.8, dan hal yang

demikian diperkirakan akan terjadi pada nilai tegangan beton sampai dengan 1/2 fc’ .

Pada keadaan tersebut tegangan beton tekan masih dianggap bernilai sebanding

dengan nilai regangannya.

Pada beban yang lebih besar lagi, nilai regangan serta tegangan tekan akan

meningkat dan cenderung untuk tidak lagi sebanding antara keduanya, dimana

tegangan beton tekan akan membentuk kurva non linear. Kurva tegangan di atas

garis netral (daerah tekan) berbentuk sama dengan kurva tegangan-regangan beton

seperti tergambar pada gambar 2.9.


Gambar 2.8 : Perilaku Lentur Pada Beban Sedang

Pada gambar 2.9 dapat dilihat distribusi tegangan dan regangan yang timbul

pada atau dekat keadaan pembebanan unlimit, dimana apabila kapasitas batas

kekuatan beton terlampaui dan tulangan baja mencapai luluh, balok mengalami

hancur. Sampai dengan tahap ini, tampak bahwa tercapainya kapasitas unlimit

merupakan proses yang tidak dapat berulang. Komponen struktur telah retak dan

tulangan baja meluluh, mulur, terjadi lendutan besar, dan tidak akan dapat kembali

ke panjang semula. Bila komponen lain dari sistem mengalami hal yang sama,

mencapai kapasitas unlimitnya, struktur secara keseluruhan akan remuk dalam strata

runtuh atau setengah runtuh meskipun belum hancur secara keseluruhan. Walaupun

tidak dapat dijamin sepenuhnya untuk dapat terhindar dari keadaan tersebut, namun

dengan menggunakan beberapa faktor aman maka tercapainya keadaan unlimit dapat

diperhitungkan serta dikendalikan.


Gambar 2.9 : Perilaku Lentur Dekat Beban Unlimit

2.5.1. Anggapan - Anggapan

Pendekatan dan pengembangan metode perencanaan kekuatan didasarkan

atas anggapan-anggapan sebagai berikut :

1) Bidang penampang rata sebelum terjadi lenturan, tetap rata setelah terjadi

lenturan dan tetap berkedudukan tegak lurus pada sumbu bujur balok (prinsip

Bernoulli). Oleh karena itu, nilai regangan dalam penampang komponen

struktur terdistribusi liniear atau sebanding lurus terhadap jarak ke garis

netral (prinsip Navier).

2) Tegangan sebanding dengan regangan hanya sampai pada kira-kira beban

sedang, dimana tegangan beton tekan tidak melampaui + 1/2 fc’ . Apabila

beban meningkat sampai beban unlimit, tegangan yang timbul tidak

sebanding lagi dengan regangannya berarti distribusi teganga tekan tidak lagi

liniear. Bentuk blok tegangan beton tekan pada penampangnya berupa garis

lengkung dimulai dari garis netral dan berakhir pada serat tepi tekan terluar.


Tegangan tekan maksimum sebagai kuat tekan lentur beton pada umumnya

tidak terjadi pada serat tepi tekan terluar, tetapi agak masuk kedalam.

3) Dalam memperhitungkan letak resultan gaya tarik yang bekerja pada tulangan

baja, baja tulangan dianggap teregang secara serempak dengan nilai regangan

diukur pada pusat beratnya. Apabila regangan baja tulangan ( s ) belum

mencapai luluh ( y ), nilai tegangan baja tulangan adalah Es.fs . Hal yang

demikian menganggap bahwa untuk tegangan baja tulangan yang belum

mencapai fy , maka tegangan sebanding dengan regangannya sesuai hukum

Hooke. Sedangkan untuk regangan yang sama atau lebih besar dari y , maka

tegangan baja tidak lagi sebanding dengan regangannya dan digunakan fy .

Sehubungan dengan anggapan no 3, bentuk penampang di daerah tarik dan

besarnya selimut beton tidaklah mempengaruhi kekuatan lentur. Tinggi

penampang yang menentukan adalah tinggi efektif d, yaitu jarak dari serat

tepi tekan terluar terhadap titik berat tulangan tarik. Regangan beton tekan

maksimum pada serat tepi tekan terluar ( b’ ) sebagai regangan unlimit

ditetapkan sebesar 0.003 ( PBI 1971 menggunakan 0.0035). Penetapan nilai

tersebut didasarkan atas hasil-hasil pengujian yang menunjukkan bahwa

umumnya regangan lentur beton hancur berada di antara nilai 0.003 dan

0.004. untuk semua keadaan dianggap bahwa letakan antara baja-tulangan

dengan beton berlangsung sempurna, tanpa terjadi gelinciran.

2.6. Peraturan dan Standard Perencanaan Berdasarkan SK SNI 03-2847-2002

Dalam tugas akhir ini akan digunakan metode kuat batas sebagai perencanaan

struktur beton bertulang. Karena metode kuat batas (ultimate strength design) di

peraturan SK SNI T-15-1991-03 dan SK SNI 03-2847-2002 sebagai metode utama


dalam perencanaan struktur beton bertulang, Sedangkan metode beban kerja

(working stress design) sebagai metode alternatif.

2.6.1. Faktor Keamanan

Agar dapat terjamin bahwa suatu struktur yang direncanakan mampu

menahan beban yang bekerja, maka pada perencanaan struktur digunakan faktor

keamanan tertentu. Faktor keamanan ini terdiri atas 2 ( dua ) jenis, yaitu :

1). Faktor keamanan yang berkaitan dengan beban luar yang bekerja pada

Struktur , disebut faktor beban.

2). Faktor keamanan yang berkaitan dengan kekuatan struktur ( gaya dalam ),

disebut faktor reduksi kekuatan ( ).

2.6.1.1. Faktor Beban

Besar faktor beban yang diberikan untuk masing-masing beban yang bekerja

pada suatu penampang struktur akan berbeda-beda, tergantung dari jenis kombinasi

beban yang bersangkutan. Menurut pasal 11.2 SNI 03-2847-2002, agar supaya

struktur dan komponen struktur memenuhi syarat kekuatan dan layak pakai terhadap

bermacam-macam kombinasi beban, maka harus dipenuhi ketentuan dari kombinasi-

kombinasi beban berfaktor sebagai berikut :

a). Jika struktur atau komponen struktur hanya menahan beban mati D saja,

maka dirumuskan :

U = 1,4.D ( 2.07 )

b). Jika berupa kombinasi beban mati D dan beban hidup L, maka dirumus

kan :

U = 1,2.D + 1,6.L + 0,5. ( A atau R ) ( 2.08 )


c). Jika berupa kombinasi beban mati D, beban hidup L dan beban angin W,

maka diambil pengaruh yang besar dari dua macam rumus berikut :

U = 1,2.D + 1,0.L + 1,6.W + 0,5. ( A atau R ) ( 2.09 )

U = 0,9.D + 1,6.W ( 2.10 )

d). Jika pengaruh beban gempa E diperhitungkan, maka diambil yang besar

dari dua macam rumus berikut :

U = 1,2.D + 1,0.L + 1,0.E ( 2.11 )

U = 0,9.D + 1,0.E ( 2.12 )

Dengan :

U = Kombinasi beban terfaktor , KN, KN/m’, atau KNm.

D = Beban mati ( Dead Load ), KN, KN/m’, atau KNm.

L = Beban hidup ( Life Load ), KN, KN/m’, atau KNm.

A = Beban hidup atap, KN, KN/m’, atau KNm.

R = Beban air hujan, KN, KN/m’, atau KNm.

W = Beban angin ( Wind Load ), KN, atau KN/m’.

E = Beban gempa ( Earth Quake Load ), KN, atau KNm, ditetapkan ber

dasarkan ketentuan SNI 03-1726-1989-F, Tata cara Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung, atau penggantinya.

2.6.1.2. Faktor Reduksi Kekuatan ( )

Ketidakpastian kekuatan bahan terhadap pembebanan pada komponen

struktur dianggap sebagai faktor reduksi kekuatan , yang nilainya ditentukan

menurut pasal 11.3 SNI 03-2847-2002 sebagai berikut :

1). Struktur lentur tanpa beban aksial ( misalnya : balok ),

= 0,80 ( 2.13 )


2). Beban aksial dan beban aksial dengan lentur

a). Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur,

= 0,80 ( 2.14 )

b). Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur

( 1 ). Komponen struktur dengan tulangan spiral atau sengkang ikat,

= 0,70 ( 2.15 )

( 2 ). Komponen struktur dengan tulangan sengkang biasa,

= 0,65 ( 2.16 )

3). Geser dan torsi,

= 0,75 ( 2.17 )

4). Tumpuan pada beton,

= 0,65 ( 2.18 )

2.6.2. Prinsip Hitungan Struktur Beton Bertulang

Hitungan struktur beton bertulang pada dasarnya meliputi 2 buah hitungan,

yaitu hitungan yang berkaitan dengan gaya luar dan hitungan yang berkaitan dengan

gaya dalam.

Pada hitungan dari gaya luar, maka harus disertai dengan faktor keamanan

yang disebut faktor beban sehingga diperoleh kuat perlu Ru. Sedangkan pada

hitungan dari gaya dalam, maka disertai dengan faktor aman yang disebut faktor

reduksi kekuatan sehingga diperoleh kuat rencana Rr = Rn. Selanjutnya, agar

struktur mampu memikul beban dari luar yang bekerja pada struktur tersebut, maka

harus dipenuhi syarat bahwa kuat rencana Rr = Rn minimal sama dengan kuat perlu

Ru.


Prinsip hitungan struktur beton bertulang yang menyangkut gaya luar dan

gaya dalam tersebut secara jelas dapat dilukiskan dalam bentuk skematis, seperti

tampak pada gambar 3.0.

Gambar 3.0 : Skema Dasar Hitungan Beton Bertulang

Hitungan struktur beton bertulang

Hitungan gaya dalam

Beban mati, beban hidup

Hitungan gaya luar

Momen, gaya geser,

dan torsi

Kuat rencana Rr = Rn

Kuat nominal Rn

Kuat perlu Ru

Syarat: Rr atau Rn > Ru


2.6.3. Tinggi penampang minimal Balok

Jika persyaratan lendutan tidak diperhitungkan secara detail, maka SNI

Beton 2002 memberikan tinggi penampang ( h ) minimal pada balok maupun pelat

seperti tercantum pada tabel 2.2, tanpa melaksanakan pengecekan terhadap lendutan.

Tabel 2.2 : Tinggi ( h ) Minimal Balok Non Pratekan atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung

Komponen

struktur

Tinggi

minimal, h

Dua tumpuan Satu ujung

menerus

Kedua ujung

menerus

Kantilever

Komponen

yang tidak

menahan atau

tidak disatukan

dengan partisi

atau konstruksi

lain yang akan

rusak karena

lendutan yang

besar

Pelat solid satu

arah

L/20 L/24 L/28 L/10

Balok atau

pelat jalur satu

arah

L/16 L/18,5 L/21 L/8

2.6.4. Rasio tulangan maksimal dan minimal serta faktor momen pikul mak-

simal balok

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 rasio tulangan maksimal dan minimal serta

faktor momen pikul maksimal balok dapat ditentukan berdasarkan mutu beton ( fc’ )

dan mutu baja tulangan ( fy ) seperti yang tercantum pada tabel dibawah ini :


Tabel 2.3 : Rasio Tulangan Maksimal ( maks ) dalam persen ( % )

Mutu

Beton fc’

( Mpa )

Mutu baja

tulangan

fy ( Mpa )

240 300 350 400 450 500

15 2,419 1,805 1,467 1,219 1,032 0,887

20 3,225 2,408 1,956 1,626 1,376 1,182

25 4,032 3,010 2,445 2,032 1,720 1,478

30 4,838 3,616 2,933 2,438 2,064 1,773

35 5,405 4,036 3,277 2,724 2,306 1,981

40 5,912 4,414 3,585 2,980 2,522 2,167

45 6,344 4,737 3,846 3,197 2,707 2,325

50 6,707 5,008 4,067 3,380 2,862 2,458

55 7,002 5,228 4,245 3,529 2,988 2,567

60 7,400 5,525 4,486 3,729 3,157 2,712

Catatan untuk tabel 2.3 :

1). Jika mutu beton ( fc’ ) dan atau baja tulangan ( fy ) tidak sesuai dengan yang ter-

cantum pada tabel 2.3 di atas, maka rasio tulangan maksimal ditentukan berdasar

kan persamaan dibawah ini :

maks = 0,75. b = 382,5. 1 . 𝑓𝑐 ′

(600+𝑓𝑦 ).𝑓𝑦 ( 2.19 )


Tabel 2.4 : Rasio Tulangan Minimal ( min ) dalam Persen ( % )

Mutu

beton fc’

( Mpa )

Mutu baja

tulangan

fy ( Mpa)

240 300 350 400 450 500

≤ 31,36 0,583 0,467 0,400 0,350 0,311 0,280

35 0,616 0,493 0,423 0,370 0,329 0,296

40 0,659 0,527 0,452 0,395 0,351 0,316

45 0,699 0,559 0,479 0,419 0,373 0,335

50 0,737 0,589 0,505 0,442 0,393 0,354

55 0,773 0,618 0,530 0,464 0,412 0,371

60 0,807 0,645 0,553 0,484 0,430 0,387


1). Jika mutu beton dan atau mutu baja tulangan tidak sesuai dengan yang tercantum

pada tabel 2.4 di atas, maka rasio tulangan minimal ditentukan berdasarkan persa

maan dibawah ini :

a). Jika mutu beton fc’ ≤ 31,36 Mpa, maka nilai min = 1,4

𝑓𝑦 . ( 2.20 )

b). Jika mutu beton fc’ > 31,36 Mpa, maka nilai min = √𝑓𝑐′

4.𝑓𝑦 ( 2.21 )


Tabel 2.5 : Faktor Momen Pikul Maksimal ( Kmaks ) dalam Mpa

Mutu

beton fc’

( Mpa )

Mutu baja

tulangan

fy ( Mpa )

240 300 350 400 450 500

15 4,4839 4,2673 4,1001 3,9442 3,7987 3,6627

20 5,9786 5,6897 5,4668 5,2569 5,0649 4,8836

25 7,4732 7,1121 6,8335 6,5736 6,3311 6,1045

30 8,9679 8,5345 8,2002 7,8883 7,5973 7,3254

35 10,1445 9,6442 9,2595 8,9016 8,5682 8,2573

40 11,2283 10,6639 10,2313 9,8296 9,4563 9,1087

45 12,1948 11,5704 11,0930 10,6509 10,2407 9,8593

50 13,0485 12,3683 11,8497 11,3705 10,9266 10,5145

55 13,7846 13,0535 12,4977 11,9850 11,5109 11,0716

60 14,6670 13,8816 13,2853 12,7358 12,2283 11,7583


1). Jika mutu beton ( fc’) dan atau mutu baja tulangan ( fy ) tidak sesuai dengan yang

tercantum pada tabel 2.5 di atas, maka faktor momen pikul maksimal ditentukan

berdasarkan persamaan dibawah ini :

Kmaks = 382,5.1.𝑓𝑐′.(600+𝑓𝑦−225.1)

( 600+𝑓𝑦 )^2 ( 2.22 )


SNI 03- 2847-2002 pasal 12.2.7.3 menentukan nilai 1 berdasarkan mutu

beton ( fc’ ) sebagai berikut :

Untuk fc’ ≤ 30 MPa, maka 1 = 0,85 ( 2.23 )

Untuk fc’ > 30 MPa, maka 1 = 0,85 – 0,05.(fc′−30 )

7 ( 2.24 )

Tetapi 1 ≥ 0,65 ( 2.25 )

2.7. Balok Persegi Panjang Dengan Tulangan Rangkap

2.7.1. Pengertian Balok Tulangan Rangkap

Yang dimaksud dengan balok beton bertulangan rangkap ialah balok beton

yang diberi tulangan pada penampang beton daerah tarik dan daerah tekan. Dengan

dipasangnya tulangan pada daerah tarik dan tekan, maka balok akan lebih kuat dalam

hal menerima beban yang berupa momen lentur.

2.7.2. Distribusi regangan dan tegangan

Regangan dan tegangan yang terjadi pada balok dengan penampang beton

bertulangan rangkap dilukiskan seperti pada gambar 3.1. Pada gambar 3.1 ini

dilengkapi dengan beberapa notasi yang akan dipakai untuk perhitungan selanjutnya.


Gambar 3.1 : Distribusi Regangan dan Tegangan pada Balok Tulangan Rangkap

Keterangan notasi gambar 3.1 :

a = tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekivalen = 1.c, dalam mm

As = luas tulangan tarik, mm2

As’ = luas tulangan tekan, mm2

b = lebar penampang balok, mm

c = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan, mm

Cc = gaya tekan beton, KN

Cs = gaya tekan baja tulangan, KN

d = tinggi efektif penampang balok, mm

ds = jarak antara titik berat tulangan tarik dan tepi serat beton tarik, mm

ds’ = jarak antara titik berat tulangan tekan dan tepi serat beton tekan, mm

Es = modulus elastisitas baja tulangan, diambil sebesar 200.000 Mpa

fc’ = tegangan tekan beton yang diisyaratkan pada umur 28 hari, Mpa


fs = tegangan tarik baja tulangan = s.Es dalam Mpa

fs’ = tegangan tekan baja tulangan = s’ .Es dalam Mpa

fy = tegangan tarik baja tulangan pada saat leleh, Mpa

h = tinggi penampang balok, mm

Mn= momen nominal aktual, KNm

Ts = gaya tarik baja tulangan, KN

1 = faktor pembentuk blok tegangan beton tekan persegi ekivalen, yang nilainya ber

gantung pada mutu beton, lihat persamaan ( 2.23 ) sampai dengan persamaan

( 2.25 ).

c’= regangan tekan beton, dengan c’ maksimal (cu’) = 0,003.

s = regangan tarik baja tulangan = fs / Es ( 2.26 )

s’= regangan tekan baja tulangan = fs’ / Es ( 2.27 )

y = regangan tarik baja tulangan pada saat leleh = fy / Es = fy /200000 ( 2.28 )

Pada perencanaan beton bertulang, regangan tulangan tarik selalu

diperhitungkan sudah leleh, yaitu s = y dengan y = fy / Es atau y = fy / 200000.

Sedangkan untuk tulangan tekan, regangan tulangan tekan (s’) belum tentu leleh.

Nilai regangan tulangan tekan s’ dapat dihitung / ditentukan dari distribusi

regangan pada gambar 3.1 ( b ), dengan penjabaran rumus berikut :


𝑐

cu′ =

𝑐−𝑑𝑠′

𝑠′

𝑠′ =

𝑐−𝑑𝑠′

c x cu’

Dengan memasukkan nilai a = 1.c atau c = a / 1 dan regangan batas tekan beton

cu’= 0,003 diperoleh:

𝑠′ =

𝑎−1.𝑑𝑠′

a x 0,003 ( 2.29 )

Tegangan tekan baja tulangan fs’ dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan ( 2.27 ) dan persamaan ( 2.29 ), serta dengan modulus elastisitas beton Es

= 200000 Mpa, sehingga diperoleh:

fs’= 𝑎−1.𝑑𝑠′

a x 600 dan fs’ harus ≥ 0 ( 2.30 )

Jika fs’ ≥ fy maka dipakai fs’ = fy ( 2.31 )

2.7.3. Tinggi blok tegangan beton tekan

Tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekivalen ( a ) pada balok dengan

tulangan rangkap dihitung berdasarkan prinsip keseimbangan gaya, yaitu gaya tarik

dan gaya tekan yang terjadi pada penampang balok. Untuk gaya tarik pada balok,

gaya tarik oleh beton diabaikan, ssehingga hanya ada gaya tarik oleh baja tulangan

saja ( Ts ). Sedangkan untuk gaya tekan balok terdiri atas 2 jenis, yaitu gaya tekan

baja tulangan ( Cs ) dan gaya tekan beton ( Cc ). Pada hitungan struktur beton

bertulang, baja tulangan tarik dimanfaatkan sepenuhnya sampai pada batas leleh,


sehingga tegangan tarik fs = fy, tetapi baja tulangan tekan belum tentu leleh, sehingga

tegangan tekan baja tetap sebesar fs’.

Dengan prinsip keseimbangan antara gaya tarik dan gaya tekan pada

penampang balok tersebut akan memberikan nilai a sebagai berikut:

Ts = Cs + Cc

As . fy = As’. fs’+ 0,85.fc’.a.b

Jika tulangan tekan sudah leleh, maka nilai fs’= fy, sehingga diperoleh:

As . fy = As’. fy + 0,85.fc’.a.b

a = (As−As′).fy

0,85.fc′.b ( 2.32 )

2.7.4. Momen nominal dan momen rencana balok

Jika ada 2 buah gaya sama besar yang bekerja dengan arah berlawanan pada

jarak tertentu, maka dapat menimbulkan momen kopel yang besarnya sama dengan

gaya yang bekerja dikalikan dengan jaraknya.

Pada penampang balok bertulangan rangkap seperti telah dilukiskan pada

gambar 3.1, penampang balok bagian atas bekerja 2 buah gaya tekan ke kiri ( Cc dan

Cs ), sedangkan penampang balok bagian bawah bekerja 1 buah gaya tarik ke kanan

( Ts ) ( lihat gambar 3.1(c) ). Gaya tekan dan gaya tarik tersebut sama besar dan

bekerja berlawanan arah, sehingga menimbulkan momen yang disebut momen

nominal aktual ( Mn ). Untuk mempermudah hitungan, maka nilai momen nominal

Mn pada penampang balok diperhitungkan dengan cara menentukan / menghitung


besar gaya tekan kemudian dikalikan dengan jarak antara gaya tekan dan gaya tarik

pada penampang. Selanjutnya, karena gaya tekan pada penampang balok ada 2

macam ( Cc dan Cs ), maka momen nominal Mn yang terjadi pada hakikatnya

merupakan jumlah antara momen nominal yang dihasilkan dari gaya tekan beton Cc

( disebut Mnc ) dan momen nominal yang dihasilkan dari gaya tekan baja tulangan Cs

( disebut Mns ). Jika momen nominal Mn sudah dapat dihitung, maka dengan mudah

dapat dihitung pula momen rencana Mr yaitu Mr = . Mn, dengan beban lentur=0,8.

Dari uraian di atas, dapat diambil kesimpulan dengan beberapa rumus

sebagai berikut :

Mn = Mnc + Mns ( 2.33 )

Mnc = Cc . ( d – a/2 ) dengan Cc = 0,85.fc’.a.b ( 2.34 )

Mns = Cs . ( d – ds’) dengan Cs = As’ . fs’ ( 2.35 )

Mr = . Mn dengan = 0,8 ( 2.36 )

dengan:

Mn = momen nominal aktual penampang balok, KNm.

Mnc = momen nominal yang dihasilkan oleh gaya tekan beton, KNm.

Mns = momen nominal yang dihasilkan oleh gaya tekan tulangan, KNm.

Mr = momen rencana pada penampang balok, KNm.

Notasi lainnya yang tertulis pada persamaan ( 2.33 ) sampai dengan persamaan

(2.36) dapat dilihat pada keterangan gambar 3.1.


2.7.5. Nilai a untuk baja tulangan

Pada perencanaan beton bertulang, baja tulangan tarik dimanfaatkan

kekuatannya sampai batas leleh, atau tegangan tulangan tarik ( fs ) besarnya sama

dengan tegangan leleh baja tulangan ( fy ). Pada kenyataannya , tulangan tarik

maupun tulangan tekan dapat dipasang lebih dari 1 baris, seperti dilukiskan pada

gambar 3.2.

Gambar 3.2 : Distribusi Regangan pada Penampang Balok dengan Tulangan

Tarik dan Tulangan Tekan Lebih dari 1 Baris

a). Nilai a pada batas tulangan tarik leleh. Dari distribusi regangan pada gambar

3.2 (b) dapat dipahami bahwa agar baja tulangan tarik ini sudah leleh, maka nilai c

jangan terlalu besar. Semakin besar nilai c, semakin kecil regangan baja tulangan

tarik ( s ) yang akan terjadi. Dengan gambar 3.2 (b) tersebut dapat dihitung batas

nilai a ( a = 1.c ) yang merupakan nilai a maksimal agar tulangan tarik pada baris


paling dalam ( baris terjauh dari tepi serat tarik ) sudah leleh ( diberi kan notasi

amaks leleh), pada penjabaran rumus berikut:

𝑐

cu′ =

𝑑𝑑−𝑐

𝑠𝑑 → 𝑑𝑑= jarak tepi serat tekan ke tulangan tarik pada baris paling

dalam, 𝑠𝑑 adalah regangan tulangan tarik paling dalam.

𝑠𝑑 . 𝑐 = cu’. dd - cu’. c

(𝑠𝑑 + cu’ ). c = cu’. dd

c = cu’.dd

𝑠𝑑 + cu’ ( 2.37 )

Jika dimasukkan nilai cu’ = 0,003 ( saat beton retak ) dan 𝑠𝑑 = y = fy / Es atau

𝑠𝑑 = fy / 200000 ( tulangan tarik paling dalam sudah leleh ) ke persamaan

( 2.37 ), diperoleh:

c= 0,003.dd

𝑓𝑦/200000 + 0,003 =

600.dd600+fy

( 2.38 )

Nilai c pada persamaan ( 2.38 ) adalah nilai c maksimal agar tulangan tarik

pada baris paling dalam sudah leleh. Jika dimasukkan nilai a ( a = 1.c ) ke

dalam persamaan ( 2.38 ), maka diperoleh nilai a maksimal agar tulangan

tarik paling dalam leleh ( amaks leleh ) seperti:

amaks leleh = 600. 1.dd

600+fy ( 2.39 )


Untuk tulangan tarik yang tidak lebih dari 2 baris, praktis diambil

dd = d ( 2.40 )

b). Nilai a pada batas tulangan tekan leleh. Untuk tulangan tarik, jika nilai a semakin

besar, maka regangan tulangan tarik (s) semakin kecil. Untuk tulangan tekan

akan terjadi sebaliknya, yaitu semakin besar nilai a, semakin besar pula nilai reg

angan tulangan tekan (s’), dan semakin kecil nilai a, semakin kecil pula nilai s’.

Jika nilai a sangat kecil, maka tulangan tekan belum leleh ( lihat gambar 3.2 (b)).

Dari penjelasan tersebut, maka dapat dihitung nilai a minimal agar tulangan

tekan pada baris paling dalam ( baris terjauh dari tepi serat tekan ) sudah leleh

( diberikan notasi amin leleh ), dengan penjabaran rumus berikut ( perhatikan gam

bar 3.2 (b)):

𝑐

cu′ =

c−𝑑𝑑′

𝑠𝑑′ → 𝑑𝑑′= jarak tepi serat tekan ke tulangan tekan pada baris pa

ling dalam,𝑠𝑑adalah regangan tulangan tekan pa

ling dalam.

𝑠𝑑′. 𝑐 = cu’. c - cu’.dd’

cu’.dd’= ( cu’ - sd’).c

c = cu’.dd’

cu’ − sd’ ( 2.41 )


Jika dimasukkan nilai cu’= 0,003 ( saat beton retak ) dan 𝑠𝑑′ = y = fy / Es atau

𝑠𝑑′ = fy / 200000 ( tulangan tekan paling tepi sudah leleh ) ke persamaan

( 2.41 ), diperoleh:

c = 0,003.dd′

0,003−fy/200000 =

600.dd′600−fy

( 2.42 )

Jika dimasukkan nilai a ( a = 1.c ) ke dalam persamaan ( 2.42 ), maka diperoleh

nilai a minimal agar tulangan tekan paling tepi leleh ( amin leleh ) seperti berikut:

amin leleh = 600.1.dd′

600−fy ( 2.43 )

Untuk perhitungan praktis, biasanya dipakai

dd’= ds’ ( 2.44 )

c). Manfaat nilai amaks leleh dan amin leleh pada hitungan beton bertulang. Nilai

amaks leleh dan amin leleh ini berguna untuk mengetahui kondisi tulangan tarik dan

tulangan tekan pada suatu penampang balok beton, apakah semua tulangan tarik

dan semua tulangan tekan sudah leleh atau belum.

Pada prinsip perencanaan balok beton bertulang, semua tulangan tarik diper

hitungkan sudah leleh. Jika ada sebagian tulangan tarik yang belum leleh ( ter

utama tulangan tarik pada baris paling dalam ), sebaiknya dimensi balok diper

besar sedemikian rupa sehingga diperoleh semua tulangan tarik tersebut sudah


leleh. Kondisi tulangan tarik sudah leleh atau belum leleh dapat diketahui deng

an cara menghitung nilai a ( tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekivalen )

dengan persamaan ( 2.32 ), kemudian dibandingkan dengan nilai amaks leleh pada

persamaan ( 2.39 ) atau persamaan ( 2.40 ), sehingga diperoleh 2 kemungkinan

berikut:

1). Jika nilai a ≤ amaks leleh, berarti semua tulangan tarik sudah leleh.

2). Jika nilai a > amaks leleh, berarti tulangan tarik pada baris paling dalam belum

leleh, maka sebaiknya dimensi balok diperbesar.

Prinsip perencanaan balok beton bertulang tidak mengharuskan bahwa semua

tulangan tekan leleh. Jadi jika terjadi tulangan tekan belum leleh tetap diper

bolehkan, meskipun hal ini akan mengurangi kekuatan balok dalam mendukung

beban yang bekerja. Kondisi tulangan tekan sudah leleh atau belum leleh dapat

diketahui dengan cara menghitung nilai a ( tinggi blok tegangan tekan beton

persegi ekivalen ) dengan persamaan ( 2.32 ), kemudian dibandingkan dengan

nilai amin leleh pada persamaan ( 2.43 ) atau persamaan ( 2.44 ), sehingga diper

oleh 2 kemungkinan berikut :

1). Jika nilai a ≥ amin leleh berarti semua tulangan tekan sudah leleh, sehingga nilai

tegangan tekan tulangan sama dengan tegangan lelehnya ( fs’ = fy ).


2). Jika nilai a < amin leleh, berarti tulangan tekan pada baris paling dalam belum

leleh, sehingga nilai tegangan tekan tulangan masih lebih kecil daripada tega

ngan lelehnya ( fs < fy ).

2.7.6. Balok dengan tulangan tekan belum leleh

Untuk keadaan penampang balok beton bertulang tulangan tekan belum leleh,

berarti regangan: s’ < y. Regangan dan tegangan tekan dari baja tulangan dapat

ditentukan dengan persamaan sebelumnya, yaitu persamaan ( 2.29 ) untuk nilai

regangan ( s’ ) dan persamaan ( 2.30 ) untuk nilai tegangan ( fs’ ).

Keseimbangan antara gaya tarik ( Ts ) dan gaya tekan ( Cs dan Cc ) pada

penampang balok akan memberikan hitungan berikut:

Ts = Cs + Cc

Ts - Cs - Cc = 0

As . fy – As’. fs’ – 0,85. fc’.a.b = 0

Dengan memasukkan nilai fs’ pada persamaan ( 2.30 ), diperoleh:

As . fy – As’.a−1 .ds′

a x 600 - 0,85. fc’.a.b = 0

X a

a.As . fy - As’. ( a - 1. ds’ ) x 600 - 0,85. fc’.a2.b = 0

(0,85. fc’.b).a2 + ( 600.As’- As.fy ).a – 600. 1. ds’. As’= 0


1

2 . a2 +

600.As.′−As.fy

2.0,85.fc′ .b

.a - 600.1..ds′.As′

2.0,85fc.b = 0 ( 2.45 )

Diambil notasi p dan q dari persamaan ( 2.45 ), yaitu :

p = 600.As.′−As.fy

1,7.fc′ .b

( 2.46 )

q = 600.1..ds′.As′

0,85fc.b ( 2.47 )

p dan q dimasukkan ke persamaan ( 2.45 ), maka menjadi :

1/2.a2 + p.a – 1/2.q = 0

𝑎1,2 =−𝑝±√𝑝2−

4.1

2.(−

1

2.𝑞)

2.1/2

𝑎1,2 = √𝑝2 +q – p

Karena nilai a selalu positif ( a ≥ 0 ), maka diperoleh nilai a berikut:

𝑎 = (√𝑝2 +q ) – p ( 2.48 )

2.7.7. Skema hitungan beton bertulang rangkap

a). Menentukan momen rencana balok. Untuk menghitung momen rencana balok

( Mr ) diperlukan data yang berkaitan dengan dimensi ( b, h, d, ds, dan ds’ ), mutu

bahan beton bertulang ( fc’ dan fy ), dan tulangan longitudinal yang terpasang

pada balok ( As dan As’ ). Skema hitungan momen rencana balok dapat dilihat


pada gambar 3.3.

Gambar 3.3: Skema Hitungan Momen Rencana Balok ( Penampang Balok

dengan Tulangan Rangkap )

Data : dimensi balok ( b,h,d,ds,ds’ ), mutu bahan ( fc’, fy ),

dan tulangan terpasang ( As, As’ )

Dikontrol nilai = ( As – As’ ) / (b.d), syarat : ≤ maks

dengan: maks = 0,75. b = 382,5. 1 . 𝑓𝑐 ′

(600+𝑓𝑦 ).𝑓𝑦

( nilai maks boleh diambil dari tabel 2.3 yang sesuai )

Dikontrol tulangan tekan untuk menetapkan nilai a berikut:

a = ( 𝐴𝑠−𝐴𝑠′).𝑓𝑦

0,85.𝑓𝑐′.𝑏

dan amin leleh = 600.1.𝑑𝑑′

600−𝑓𝑦

Untuk a ≥ amin leleh, berarti tulangan tekan sudah

leleh, nilai a sudah betul :

Mnc = 0,85.fc’.a.b.( d-a/2)

Mns = As’.fy.( d-ds’ )

Mn = Mnc + Mns

Untuk a < amin leleh, tulangan tekan belum leleh,

nilai a dihitung lagi dengan:

p = 600.As.′−As.fy

1,7.fc′ .b

; q = 600.1..ds′.As′

0,85fc.b

𝑎 = (√𝑝2 +q ) – p ; fs’= 𝑎−1.𝑑𝑠′

a x 600

Mnc = 0,85.fc’.a.b.( d- a/2)

Mns = As’.fs’.( d-ds’ )

Mn = Mnc + Mns

Dihitung momen rencana, Mr = . Mn


2.8. Tulangan Geser Balok

2.8.1. Retak Balok Akibat Gaya Geser

Untuk memberikan gambaran yang cukup jelas tentang bekerjanya gaya geser/

gaya lintang pada balok, diambil sebuah elemen kecil dari beton yang berada di

dekat ujung balok, kemudian elemen tersebut diperbesar sehingga dapat dilukiskan

gaya-gaya geser di sekitar elemen beton seperti tampak pada gambar 3.4.

Pada gambar 3.4 (a), akibat berat sendiri dan beban-beban diatas balok, maka

pada tumpuan kiri maupun kanan timbul reaksi ( RA dan RB ) yang arahnya keatas,

sehingga pada tumpuan kiri terjadi gaya lintang/ gaya geser sebesar RA ke atas.

Gambar 3.4: Retak Balok Akibat Gaya Geser

Gaya lintang RA ini berakibat pada elemen beton ( yang diperbesar ) pada

gambar 3.4 (b) sebagai berikut:

1). Arah reaksi RA ke atas, sehingga pada permukaan bidang elemensebelah kiri ter

jadi gaya geser dengan arah ke atas pula.

2). Karena elemen beton berada pada keadaan stabil, berarti terjadi keseimbangan


gaya vertikal pada elemen beton, sehingga pada permukaan bidang elemen se

belah kanan timbul gaya geser ke bawah. Kedua gaya geser pada kedua per

mukaan bidang ( bidang kiri dan kanan ) ini besarnya sama.

3). Akibat gaya geser ke atas pada permukaan bidang kiri, dan gaya geser ke bawah

pada permukaan bidang kanan, maka pada elemen beton timbul momen yang

arahnya sesuai dengan arah putaran jarum jam.

4). Karena elemen beton berada pada keadaan stabil, berarti terjadi keseimbangan

momen pada elemen beton, sehingga momen yang ada harus dilawan oleh momen

lain yang besarnya sama tetapi arahnya berkebalikan, yaitu berlawanan dengan

arah putaran jarum jam.

5). Momen lawan yang arahnya berlawanan dengan arah putaran jarum jam pada

item (4) dapat terjadi, jika pada permukaan bidang elemen sebelah atas ada gaya

geser dengan arah ke kiri, dan pada permukaan bidang elemen sebelah bawah ada

gaya geser dengan arah ke kanan. Kedua gaya geser terakhir ini besarnya juga

sama.

Pada gambar 3.4 (c), terjadi keadaan berikut:

1). Gaya geser ke atas pada permukaan bidang kiri dan gaya geser ke kiri pada permu

kaan bidang atas, membentuk resultant R yang arahnya miring ke kiri-atas.


2). Gaya geser ke bawah pada permukaan bidang kanan dan gaya geser ke kanan

pada permukaan bidang bawah, juga membentuk resultant R yang arahnya miring

ke kanan-bawah.

3). Kedua resultant yang terjadi dari item 1 dan item 2 tersebut sama besarnya, tetapi

berlawanan arah dan saling tarik-menarik.

4). Jika elemen beton tidak mampu menahan gaya tarik dari kedua resultant R, maka

elemen beton akan retak dengan arah miring, membentuk sudut α ≈ 45º.

2.8.2. Perencanaan Tulangan Geser / Begel Balok

2.8.2.1. Pertimbangan dalam perhitungan tulangan geser / begel

Beberapa rumus yang digunakan sebagai dasar untuk perhitungan tulangan

geser / begel balok yang tercantum dalam pasal-pasal SNI 03-2847-2002, yaitu

sebagai berikut:

1). Pasal 13.1.1 SNI 03-2847-2002, gaya geser rencana, gaya geser nominal, gaya ge

ser yang ditahan oleh beton dan begel dirumuskan:

Vr = . Vn dan . Vn ≥ Vu ( 2.49 )

Vn = Vc + Vs ( 2.50 )

dengan:

Vr = gaya geser rencana, KN


Vn = kuat geser nominal, KN

Vc = gaya geser yang ditahan oleh beton, KN

Vs = gaya geser yang ditahan oleh begel, KN

= faktor reduksi geser = 0,75

2). Pasal 13.1.3.1 SNI 03-2847-2002, nilai Vu boleh diambil pada jarak d

( menjadi Vud ) dari muka kolom ( lihat gambar 3.9 ) sebagai berikut:

Vud = Vut + x

y . ( Vu – Vut ) ( 2.51 )

Gambar 3.5: Lokasi Geser Maksimal ( Vud ) untuk Perencanaan

3). Pasal 13.3.1 SNI 03-2847-2002, gaya geser yang ditahan oleh beton ( Vc ) di

hitung dengan rumus:

Vc = 1/6.√𝑓𝑐′ .b.d ( 2.52 )

4). Pasal 13.5.6.1 SNI 03-2847-2002, gaya geser yang ditahan oleh begel ( Vs )

dihitung berdasarkan persamaan ( 2.49 ) dan persamaan ( 2.50 ):


Vs = ( Vu - .Vc ) / ( 2.53 )

5). Pasal 13.5.6.6 SNI 03-2847-2002:

Vs harus ≤ 2/3. √𝑓𝑐′ .b.d ( 2.54 )

Jika Vs ternyata > 2/3. √𝑓𝑐′ .b.d, maka ukuran balok diperbesar ( 2.55 )

6). SNI 03-2847- 2002, luas tulangan geser per meter panjang balok yang diperlukan

( Av,u ) dihitung dengan memilih nilai terbesar dari rumus berikut:

a). Pasal 13.5.6.2, Av,u = 𝑉𝑠 .𝑆

𝑓𝑦.𝑑 dengan

S = panjang balok 1000 mm ( 2.56 )

b). Pasal 13.5.5.3, Av,u = 𝑏.𝑆

3.𝑓𝑦 dengan


c). Pasal 13.5.5.3, Av,u =

75.√𝑓𝑐′.

.𝑏.𝑆

1200.𝑓𝑦 dengan


7). Spasi begel ( s ) dihitung dengan rumus berikut :

a). s = 𝑛.

1

4..𝑑𝑝2.𝑆

𝐴𝑣,𝑢 dengan



b). Pasal 13.5.4.1 untuk Vs < 1/3. √𝑓𝑐 ′.. 𝑏. 𝑑 , maka

s ≤ d/2 dan s ≤ 600 mm ( 2.60 )

c). Pasal 13.5.4.3 untuk Vs > 1/3. √𝑓𝑐 ′.. 𝑏. 𝑑 , maka

s ≤ d/4 dan s ≤ 300 mm ( 2.61 )

dengan:

n = jumlah kaki begel ( 2, 3, atau 4 kaki )

dp= diameter begel dari tulangan polos, mm.

2.8.2.2. Skema hitungan begel balok

Pada hitungan / perencanaan begel balok, diperlukan data-data yang meliputi:

dimensi balok ( b, h, d, ds ), mutu bahan ( fc’, fy ), dan gaya geser ( Vu , Vn ). Untuk

mempermudah hitungan pada perencanaan begel balok, maka dibuat skema hitungan

seperti pada gambar 3.6.


Gambar 3.6: Skema Hitungan Begel Balok

Data: dimensi balok ( b,h, d, ds, ds’), mutu

bahan ( fc’, fy ), gaya geser ( Vu, Vn )

Gaya geser berfaktor yang ditahan beton ( Vc ):

Vc = . 1/6.√𝑓𝑐′ .b.d dengan = 0,75

Ditentukan daerah penulangan

Daerah Vu < . Vc /2 Daerah . Vc /2 < Vu < . Vc Daerah Vu > . Vc

Gaya geser yang ditahan

begel ( Vs ) = ( Vu - . Vc ) /

Tidak perlu

begel, atau

dipakai begel

dengan

diameter

kecil ( 6)

spasi s ≤ d/2

dan s ≤ 600

mm

Dipakai luas begel perlu minimal per

meter panjang balok ( Av,u ) yang

besar:

Av,u =

75.√𝑓𝑐′.

.𝑏.𝑆

1200.𝑓𝑦 atau Av,u =

𝑏.𝑆

3.𝑓𝑦

( S= 1000 mm )

Dipilih luas begel perlu per meter

panjang balok (Av,u ) yang besar:

Av,u = 𝑉𝑠 .𝑆

𝑓𝑦.𝑑 ; Av,u =

75.√𝑓𝑐′.

.𝑏.𝑆

1200.𝑓𝑦

Av,u = 𝑏.𝑆

3.𝑓𝑦 dengan S = 1000 mm

Untuk Vs < 1/3. √𝑓𝑐 ′.. 𝑏. 𝑑

Untuk Vs > 1/3. √𝑓𝑐 ′.. 𝑏. 𝑑

Untuk Vs > 2/3. √𝑓𝑐 ′.. 𝑏. 𝑑

Ukuran

balok terlalu

kecil ( harus

diperbesar )

Dihitung spasi begel (s):

s = 𝑛.

1

4..𝑑𝑝2.𝑆

𝐴𝑣,𝑢

dengan n dan dp = jumlah

kaki dan diameter begel.

Dikontrol spasi begel (s):

s ≤ d/2 dan s ≤ 600 mm

Dikontrol spasi begel (s):

s ≤ d/4 dan s ≤ 300 mm

Dihitung spasi begel (s):

s = 𝑛.

1

4..𝑑𝑝2.𝑆

𝐴𝑣,𝑢

dengan S = 1000 mm

selesai


2.9. Tulangan Torsi Balok

2.9.1. Arti / pengertian torsi

Torsi ( twist ) atau momen puntir adalah momen yang bekerja terhadap

sumbu longitudinal balok / elemen struktur. Torsi dapat terjadi karena adanya beban

eksentrik yang bekerja pada balok tersebut. Selain itu, pada umumnya torsi dijumpai

pada balok lengkung dan elemen struktur pada struktur portal ruang ( lihat gambar

3.7 ).

Gambar 3.7: Contoh Torsi Keseimbangan


2.9.2. Perilaku torsi sebelum terjadi retak

Retak torsi diagonal akan terjadi pada saat tegangan tarik utama mencapai

kekuatan tarik beton ( fcr ). Besar tegangan geser yang dapat menyebabkan retak

diagonal ( vcr ) pada beton adalah :

Vcr = fcr ( 2.62 )

dan fcr = 0,33.√𝑓𝑐′ ( Pasal 13.4.2.2 SNI 03-2847-2002 ) ( 2.63 )

Untuk penampang pipa dinding tipis, tegangan geser torsi ( v ) dapat dihitung

pada persamaan ( 2.64 ), yaitu:

v = T

2. 𝐴𝑜 . 𝑡 ( 2.64 )

dengan:

v = tegangan geser torsi, Mpa.

T = momen torsi, Nmm.

Ao= luasan yang dibatasi oleh garis pusat ( centerline ) dinding pipa, mm2.

t = tebal dinding pipa, mm.

Untuk penampang selain pipa dinding tipis, hubungan antara v dan T dapat

diturunkan dari teori elastik atau teori plastik. Hasil yang diperoleh umumnya

bersifat kompleks, sehingga perlu pendekatan.

Salah satu cara pendekatan yang dilaksanakan, yaitu berdasarkan

konsep/prinsip bahwa sebagian besar torsi ditahan oleh tegangan geser di sekitar tepi


luar penampang. Dengan cara ini, penampang akual dapat dimodelkan sebagai pipa

dinding tipis ekivalen dengan dimensi luar sama dengan penampang aktual, tetapi

mempunyai dinding setebal tc dengan persamaan:

tc = 3. Acp

4. Pcp ( 2.65 )

dengan:

tc = tebal dinding pipa ekivalen, mm.

Acp = luasan yang dibatasi oleh tepi luar penampang, mm2.

Pcp = keliling penampang, mm.

Nilai Ao pada persamaan ( 2.64 ) dapat dihitung berdasarkan dimensi luar dan

ketebalan dinding pipa ekivalen, yang umumnya didekati dengan:

Ao = 2/3. Acp ( 2.66 )

Subsitusi dari persamaan ( 2.64 ), persamaan ( 2.65 ) dan persamaan ( 2.66 )

menghasilkan persamaan berikut:

v = T

2. 𝐴𝑜 . 𝑡 Ao = 2/3. Acp dan t = tc

v = 3.T

4. 𝐴𝑐𝑝. 𝑡𝑐 tc = 3/4 . ( Acp/Pcp )

sehingga:

v = T . Pcp

𝐴𝑐𝑝2 ( 2.67 )


Dengan memandang nilai v pada persamaan ( 2.67 ) sebagai nilai vcr dan fcr pada

persamaan ( 2.62 ) dan persamaan ( 2.63 ), serta T sebagai Tr, maka diperoleh

hitungan berikut:

Vcr = Tr. Pcp

Acp2

Tr = Vcr. Acp2

Pcp

Tr = 0,33.√fc′ . Acp2

Pcp ( 2.68 )

Pasal 13.6.1 SNI 03-2847-2002 menyatakan bahwa pengaruh puntir ( torsi ) pada

balok dapat diabaikan jika momen puntir berfaktor Tu lebih kecil dari pada 25 % kali

Tr pada persamaan ( 2.68 ) dengan mempertimbangkan faktor reduksi kekuatan .

Dengan demikian diperoleh persamaan berikut:

Tu ≤ . √fc′

12

Acp2

Pcp dengan = 0,75 ( untuk geser dan torsi ) ( 2.69 )

2.9.3. Perilaku torsi setelah terjadi retak

Setelah terjadi retak, torsi akan ditahan oleh tegangan tekan diagonal beton

yang mengelilingi balok dengan sudut ( lihat gambar 3.8 ). Komponen tangensial

dari tegangan ini merupakan aliran geser ( shear flow ) q, yang diperlukan untuk

menahan/ menyeimbangi gaya torsi. Sehingga q dapat dihitung :

q = T

2. Ao ( 2.70 )


Keseimbangan gaya vertikal pada elemen ( lihat gambar 4.2 (b) ), menghasilkan gaya

tarik begel ( Avt . fv ) dan gaya berat elemen ( q.tan.s ) berikut:

Avt . fv = q.s. tan ( 2.71 )

Sehingga:

Avt . fv = T

2. Ao .s. tan

Avt . fv

s =

T

2. Ao . tan ( 2.72)

Gambar 3.8: Retak Akibat Torsi menurut Analogi Rangka Ruang

Berdasarkan persamaan ( 2.72 ) diatas, maka pasal 13.6.3.6 SNI 03-2847-

2002 menyatakan, bahwa kebutuhan tulangan sengkang tambahan untuk torsi

dirumuskan berikut:

Avt

s =

Tn

2. Ao.fyv. Cot dengan Ao = 0,85. Aoh ( 2.73 )

dengan:


fyv = tegangan leleh tulangan sengkang, Mpa.

= sudut retak = 45o untuk non prategang.

Komponen longitudinal dari tegangan tekan diagonal ditahan oleh tulangan

longitudinal ( lihat gambar 4.2 (c) ), sehingga diperoleh:

Nt = At . ft = q . cot . ph ( 2.74 )

Penyelesaian dari persamaan ( 2.74 ) dan persamaan ( 2.71 ) menghasilkan

hitungan berikut:

1). Persamaan ( 2.74 ): At = ( q . cot . ph ) / ft

2). Persamaan ( 2.71 ): q = ( Avt . fv ) / ( s tan ).

3). Dari item 1) dan item 2): At = ( Avt . fv. cot. Ph ) / ( s . ft . tan )

Jadi diperoleh luas tulangan longitudinal untuk menahan torsi ( At ) berikut:

At = Avt

s .ph.

fv

ft .cot2 ( 2.75 )

Persamaan ( 2.75 ) di atas digunakan pada pasal 13.6.3.7 SNI 03-2847-2002,

bahwa tulangan longitudinal tambahan yang dibutuhkan untuk menahan torsi

dihitung dengan rumus berikut:

At = Avt

s .ph.

fyv

fyl .cot2 ( 2.76 )

dengan:

At = luas tulangan longitudinal torsi, mm2.


Ph = keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup, mm2.

fyl = tegangan leleh tulangan longitudinal, Mpa.

Dari gambar 3.8 (c) dapat diketahui, bahwa setelah terjadi retak, maka

ketahanan torsi pada penampang beton disumbangkan oleh sengkang/begel tertutup

(Vt), tulangan longitudinal ( Nt ), dan tegangan tekan diagonal ( Dt ).

2.9.4. Perencanaan Tulangan Torsi

2.9.4.1. Pertimbangan untuk perencanaan tulangan torsi

Dasar perencanaan terhadap torsi yang digunakan dalam SNI 03-2847-

2002 adalah analogi pipa dinding tipis dan analogi ruang. Beberapa pertimbangan

yang perlu diperhatikan untuk torsi pada balok adalah sebagai berikut:

1). Tulangan yang dibutuhkan untuk torsi harus ditambahkan pada tulangan yang di-

butuhkan untuk menahan momen lentur ( tulangan longitudinal ) dan untuk mena

han geser ( begel ). Jadi tulangan torsi berupa tulangan longitudinal dan begel ter-

tutup yang ditambahkan.

2). Pasal 13.6.1 SNI 03-2847-2002, pengaruh puntir dapat diabaikan jika momen pun

tir terfaktor Tu memenuhi syarat berikut:

Tu ≤ . √fc′

12

Acp2

Pcp dengan = 0,75 ( 2.77 )

dengan ( lihat gambar 3.9 ):


Acp = luas penampang keseluruhan, termasuk rongga pada penampang berongga

( daerah yang diarsir ), mm2.

Pcp = keliling penampang keseluruhan ( keliling batas terluar daerah yang diarsir)

mm.

Gambar 3.9: Contoh Acp dan Pcp

3). Pasal 13.6.3.4 SNI 03-2847-2002, kekuatan leleh tulangan torsi ( fy ): fy harus

≤ 400 MPa.

4). Pasal 13.6.3.1 SNI 03-2847-2002, dimensi penampang melintang harus meme-

nuhi syarat berikut:

a). Penampang solid:

( 𝑉𝑢

𝑏.𝑑 )2+ (

𝑇𝑢.𝑃ℎ

1,7.𝐴𝑜ℎ2 )2 ≤ . (

𝑉𝑐

𝑏.𝑑 +

2.√𝑓𝑐′

3 ) ( 2.78 )

b). Penampang berongga:

(𝑉𝑢

𝑏.𝑑) + (

𝑇𝑢 .𝑃ℎ

1,7. 𝐴𝑜ℎ2) ≤ . ( 𝑉𝑐

𝑏.𝑑 +

2.√𝑓𝑐′

3 ) ( 2.79 )


dengan Aoh dan Ph masing-masing luas dan daerah keliling yang diarsir pada gam

bar 4.0.

Gambar 4.0: Definisi Aoh dan Ph

5). Pasal 13.6.3.3 SNI 03-2847-2002, untuk penampang berongga, jika tebal dinding

(t) < Aoh/Ph, maka persamaan ( 2.79 ) menjadi:

( 𝑉𝑢

𝑏.𝑑 ) + (

𝑇𝑢

1,7. 𝐴𝑜ℎ .𝑡 ) ≤ . (

𝑉𝑐

𝑏.𝑑 +

2.√𝑓𝑐′

3 ) ( 2.80 )

6). Pasal 13.6.3.5 SNI 03-2847-2002, tulangan yang dibutuhkan untuk torsi ditentu-

kan berdasarkan :

Tr = . Tn dan Tr ≥ Tu ( 2.81 )

dengan:

Tr = momen puntir/torsi rencana, Nmm.

Tn = kuat torsi nominal, Nmm.

Tu = torsi terfaktor atau torsi perlu, Nmm.

7). Pasal 13.6.3.6 SNI 03-2847-2002, kebutuhan tulangan sengkang tambahan untuk


torsi per meter panjang balok ( S = 1000 mm ):

Avt = Tn. S

2. Ao.fyv. Cot dengan Ao = 0,85. Aoh ( 2.82 )

dengan:

Avt = luas tulangan torsi ( sengkang ) per meter, mm2.

S = bentang balok yang dipasang sengkang torsi = 1000 mm.

fyv = tegangan leleh tulangan sengkang, MPa.

= sudut retak = 450 untuk non prategang.

8). Pasal 13.6.3.7 SNI 03-2847-2002, tulangan longitudinal tambahan yang dibutuh-

kan untuk menahan torsi:

At = Avt

s .ph.

fyv

fyl .cot2 ( 2.83 )

dengan :

At = luas tulangan longitudinal torsi, mm2.

Ph = keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup, mm2.

fyl = tegangan leleh tulangan longitudinal, MPa.

9). Pasal 13.6.5 SNI 03-2847-2002, luas tulangan torsi total minimal:

a). Pasal 13.6.5.2 SNI 03-2847-2002, luas total begel ( untuk geser dan torsi ) per

meter panjang balok ( S = 1000 mm ):


( Avs + Avt ) ≥ 75.√fc′ . b. S

1200.fyv dan ( Avs + Avt ) ≥

b. S

3.fyv ( 2.84 )

b). Pasal 13.6.5.3 SNI 03-2847-2002, luas total tulangan longitudinal ( untuk tula

ngan lentur dan torsi )

( At + Ast ) ≥ {5. √fc′.Acp

12.fyl− (

Avt

s) . Ph.

fyv

fyl} dan

𝐴𝑣𝑡

𝑠 ≥

𝑏

6. 𝑓𝑦𝑣 ( 2.85 )

10). Pasal 13.6.6.1 SNI 03-2847-2002, spasi tulangan begel torsi ( s ):

s harus ≤ Ph /8 dan s harus ≤ 300 mm ( Ph lihat gambar 4.4 ) ( 2.86 )

11). Pasal 13.6.6.2 SNI 03-2847-2002 :

a). Tulangan longitudinal torsi dipasang di sekeliling perimeter dalam begel ter

tutup dengan spasi ( s ):

s harus ≤ 300 mm ( 2.87 )

b). Diameter tulangan longitudinal torsi harus :

D ≥ 10 mm dan D ≥ s/24 ( 2.88 )


Tidak

Ya

\

Gambar 4.1: Skema Hitungan Tulangan Torsi

Data : dimensi balok ( b, h, d, ds ), mutu

bahan ( fc’, fy ), dan beban torsi ( Tu )

Kontrol dimensi penampang dengan

persamaan ( 2.78 ) s/d persamaan

( 2.80 )

Tu > . √fc′

12

Acp2

Pcp ( ? )

Tidak perlu

tulangan torsi

Luas begel perlu

per meter ( Av,u )

Luas tul. Longitudinal

terpasang ( Ast = As + As’ )

Dihitung luas tul.

Longitudinal torsi ( At ) :

At = Avt

s .ph.

fyv

fyl .cot2

Dikontrol luas total tulangan longitudinal ( tulangan

lentur dan torsi ) dengan syarat:

( At + Ast ) ≥ {5. √fc′.Acp

12.fyl− (

Avt

s) . Ph.

fyv

fyl}

dan 𝐴𝑣𝑡

𝑠 ≥

𝑏

6. 𝑓𝑦𝑣

Dihitung jumlah tulangan longitudinal torsi:

n = ( Ast + At ) – Ast / ( ¼ . . D2 ) dengan D ≥ 10 mm.

Tulangan longitudinal torsi dipasang di sekeliling

begel tertutup dengan jarak s ≤ 300 mm

Selesai

Dihitung jarak begel ( s ):

s = ( n.1/4..dp2.S ) / ( Av,u + Avt )

s ≤ Ph/8 dan s ≤ 300 mm.

Jika Vs < 1/3.√𝑓𝑐′ .b.d, maka s ≤ d/2

Jika Vs > 1/3.√𝑓𝑐′ .b.d, maka s ≤ d/4

Dikontrol luas total begel ( geser

dan torsi ) dengan syarat:

a). ( Av,u + Avt ) ≥ 75.√fc′ . b. S

1200.fy

b). ( Av,u + Avt ) ≥ b. S

3.fyv

Dihitung Avt /s, dan luas tulangan

sengkang torsi per meter ( Avt ):

( S = 1000 mm, dan sudut = 450 )

a). 𝐴𝑣𝑡

𝑠=

𝑇𝑛

2.0,85.𝐴𝑜ℎ.cot

b). Avt = 𝑇𝑛. 𝑆

2.0,85.𝐴𝑜ℎ.cot


BAB III

METODELOGI PENELITIAN

3.1. Data Umum Studi Kasus

1. Nama Studi : Komplek Perumahan Krakatau Mas Medan

2. Pemilik Studi : Developer Perumahan Krakatau Mas Medan

3. Lokasi Studi : Jln. Bukit Barisan II No: 12 D - Medan

4. Sumber Dana : Swasta

5. Konsultan Struktur : PT. Duta Raya Sejati

3.2. Data Teknis Studi Kasus

1. Jenis Bangunan :Berbentuk seperti ruko 4 lantai dengan tinggi masing-

masing lantai 4 m yang berfungsi sebagai tempat

tinggal.

2. Jenis Retakan Balok : Balok persegi dengan retak vertikal dan retak miring

yang terjadi di lantai 4. Sedangkan lantai 1,2,dan 3

tidak mengalami keretakan.

3. Panjang Bentang Balok : -Melintang : 3,60 m

-Memanjang : 1,65 m ; 4,0 m ; dan 4,0 m.

4. Dimensi Balok : -Lebar ( b ) = 20 cm ; -Tinggi ( h ) = 30 cm.


5. Jumlah Tulangan Balok: -Atas : 2 buah ; -Bawah : 3 buah.

6. Diameter Tulangan :- Balok : 12 mm ; - Sengkang : 8 mm.

7. Mutu Beton ( fc’) : 20 Mpa.

8. Mutu Baja ( fy ) : 240 Mpa.

9. Tebal Pelat Atap : 10 cm.

3.3. Skema Penyelesaian Tugas Akhir

Gambar 4.2 : Skema Penyelesaian Tugas Akhir

Review dan studi kepustakaan serta

pembahasan teori-teori yang berkaitan

dengan retak balok serta cara mengatasinya

Peninjauan langsung ke lokasi

pengambilan data ( lokasi studi )

Analisis hasil perhitungan dan kesimpulan

Analisis data berdasarkan formula-formula

yang ada

Pengambilan data-data dari lokasi dengan

pengukuran secara langsung dan

wawancara dengan pihak konsultan


BAB IV

ANALISA PERHITUNGAN

4.1. Perhitungan Beban Balok Arah Melintang dan Memanjang Pada

Pelat Atap

Perhitungan beban-beban yang dipikul oleh struktur balok pada suatu

bangunan gedung adalah sangat penting sekali. Dimana kita dapat mengetahui

seberapa besar kemampuan balok tersebut untuk dapat memikul beban-beban yang

berada diatasnya. Beban-beban tersebut dapat berupa beban mati ataupun beban

hidup. Beban-beban mati tersebut diantaranya seperti pelat atap, spesi, plafond &

M/E serta water proofing. Sedangkan beban hidup diantaranya seperti beban air

hujan. Dibawah ini akan ditampilkan denah bangunan yang ditinjau, dimana telah

mengalami keretakan pada balok pelat atapnya. Dimana bentang terpanjang arah

melintang nya sebesar 3,60 m dan arah memanjang nya sebesar 4 m.

3,60 m

1,65 m

4,0 m

4,0 m

Gambar 4.3 : Tampak Atas Denah Bangunan Yang Ditinjau

Terjadi keretakan

pada balok


3,60 m

1,65 m

4,0 m

4,0 m

Gambar 4.4 : Pembebanan Pada Pelat Atap Dengan Metode Amplop

4.1.1. Perhitungan Momen Primer Serta Beban Merata Ekivalen

Untuk Berbagai Bentuk Pembebanan Berdasarkan Rumus

Umum Yang Ada

Tipe A.

A

B

C


➢ Untuk beban trapesium

Mo= ( q )L2

96 ( 1 +

𝑏

𝐿 ) ( 5-

𝑏2

𝐿2 )

= ( 𝑞 )( 3,6 )2

96 ( 1 +

1,95

3,6 ) ( 5-

1,952

3,62 )

= 0,980q

➢ Untuk beban segitiga

Mo= 5

96 ( q ) L2

= 5

96 ( q ) ( 3,6 )2

= 0,675q

➢ Akibat beban merata ekivalen

Mo= 1

12 qekiv L2

0,980q + 0,675q = 1

12 qekiv ( 3,6 )2

1,655q = 1,08 qekiv

qekiv = 1,532q


Tipe B.

➢ Untuk beban trapesium

Mo= ( 𝑞 )𝐿2

96 ( 1 +

𝑏

𝐿 ) ( 5 -

𝑏2

𝐿2 )

= ( 𝑞 )( 4 )2

96 ( 1+

0,4

4 ) ( 5-

0,42

42 )

= 0,915q


Mo= 1

12 qekiv L2

0,915q = 1

12 qekiv ( 4 )2

0,915q = 1,333 qekiv

qekiv = 0,686q


Tipe C.

➢ Untuk beban segitiga

Mo= 2 5

96 ( 2q ) L2

= 2 5

96 ( 2q ) ( 3,6 )2

= 2,7q


Mo= 1

12 qekiv L2

2,7q = 1

12 qekiv ( 3,6 )2

2,7q = 1,08 qekiv

qekiv = 2,5q


4.1.2. Perhitungan Beban Mati Serta Beban Hidup Untuk Masing – Masing

Tipe Pada Pelat Atap

• Tipe A

a. Beban Mati ( qD ) Permeter terdiri dari :

➢ Pelat atap ( tebal = 10 cm ) = 1 x 0,1 x 24 = 2,4 KN/m’

➢ Spesi ( tebal = 2 cm ) = 1 x 0,02 x 21 = 0,42 KN/m’

➢ Plafond dan M / E = 1 x 0,18 = 0,18 KN/m’

➢ Water Proofing = 1 x 0,05 = 0,05 KN/m’

Jumlah qD = 3,05 KN/m’

➢ qekiv = 1,532 x 3,05 = 4,673 KN/m’

➢ Berat Balok = 0,2 x 0,3 x 24 = 1,44 KN/m’

➢ Berat Dinding = 0,15 x 0,8 x 17 = 2,04 KN/m’


b. Beban Hidup ( qL ) Permeter terdiri dari :

➢ Beban Hidup ( qL ) Atap = 1 x 1,0 KN/m2 = 1,0 KN/m’

➢ qekiv = 1,532 x 1,0 = 1,532 KN/m’

• Tipe B








➢ qekiv = 0,686 x 3,05 = 2,092 KN/m’




b. Beban Hidup ( qL ) Permeter terdiri dari :


➢ qekiv = 0,686 x 1,0 = 0,686 KN/m’

• Tipe C







➢ qekiv = 2,50 x 3,05 = 7,625 KN/m’





b.Beban Hidup ( qL ) Permeter terdiri dari :


➢ qekiv = 2,50 x 1,0 = 2,50 KN/m’

4.2. Perhitungan Momen Rencana Balok ( Mr Balok )

Berdasarkan hasil survey ke lapangan di dapatkan data-data sebagai berikut :

• As = 3 12 = 339,3 mm2 ; As’ = 2 12 = 226,2 mm2

• h = 300 mm ; b = 200 mm

• ds = 60 mm ; ds’ = 60 mm

• d = 300 – 60 = 240 mm

• fc’ = 20 Mpa ; fy = 240 Mpa.


➢ Kontrol nilai berikut :

= ( As−As′)

b . d =

( 339,3−226,2 )

200 . 240 = 0,00236.

maks = 0,75 . b = 382,5.1.fc′

(600+fy).fy =

382,5.0,85.20

(600+240).240 = 0,03225.

➢ Syarat = 0,00236 < maks = 0,03225....................ok!!!!!!

➢ Kontrol tulangan tekan untuk menetapkan nilai a berikut :

a = ( As−As′).fy

0,85.fc′.b =

(339,3−226,2).240

0,85.20.200 = 7,984 mm.

amin leleh = 600.1.ds′

600−fy =

600.0,85.60

600−240 = 85 mm.

➢ Karena nilai a < amin leleh , berarti tulangan tekan belum leleh, nilai a dihitung

lagi dengan :

p = 600.As′−As.fy

1,7.fc′.b =

600.226,2−339,3.240

1,7.20.200 = 7,984 mm.

q = 600.1.ds′.As′

0,85.fc′.b =

600.0,85.60.226,2

0,85.20.200 = 2035,8 mm.

a = ( √𝑝2 + 𝑞) - p = ( √ 7,9842 + 2035,8) - 7,984 = 37,837 mm.

fs’ = a−1.ds′

a x 600 =

37,837−0,85.60

37,837 x 600 = 208,732 N/mm2.

➢ Dihitung momen nominal aktual penampang balok berikut:

Mnc = 0,85.fc’.a.b.( d – a/2 )

= 0,85.20.37,837.200. ( 240 – 37,837/2 )

= 28441206,43 Nmm.

Mns = As’.fs’. ( d – ds’)


= 226,2.208,732. ( 240 – 60 )

= 8498732,112 Nmm.

Mn = Mnc + Mns

= 28441206,43 + 8498732,112

= 36939938,54 Nmm.

➢ Maka, momen rencana nya adalah:

Mr = . Mn

= 0.80.36939938,54

= 2955195,083 Nmm

= 2,9552 KNm.

4.3. Perhitungan Momen Perlu Balok Maximum( Mu Balok Max )

Untuk Masing-Masing Tipe Dengan Cara Mekanisme

• Tipe A

Dik : Struktur seperti tergambar !

Dengan load factor : DL = 1,3 ; : LL = 1,7 ; L = 3,6 m ; h = 4 m.

H = 0,3 . .V KN

qDL = 8,153 KN/m’ ; qLL = 1,532 KN/m’

h =4 m

L =3,6 m

A

B C

D

qH


Dit : Mp maks ( Mu maks ) ?

Penyelesaian : H = 0,3 . .V KN = 0,3 ( 1,3.8,153 + 1,7.1,532 ) . 3,6

= 14,260 KN.

4.Mp. = ( qDL. DL + qLL . LL ). 0,5. 3,6. 1,8

4 Mp = ( 8,153.1,3 + 1,532.1,7 ).0,5. 3,6. 1,8

Mp = 10,695 KNm.

4.Mp. = ( qDL. DL + qLL . LL ). 0,5. 3,6. 1,8

4 Mp = ( 8,153.1,3 + 1,532.1,7 ).0,5. 3,6. 1,8

Mp = 10,695 KNm

Mp Mp

MpMp

a. Mekanisme tunggal

b. Mekanisme tunggal


2 Mp. + 2 Mp. 2 = 14,260 . 4

6 Mp = 14,260 . 4

Mp = 9,507 KNm.

3 Mp. + Mp. 2 = 14,260 . 4

5 Mp = 14,260 . 4

Mp = 11,408 KNm.

c. Mekanisme goyang

Mp

Mp

MpMp

2

2

d. Mekanisme goyang

MpMp

2

MpMp


Mp. + 2 Mp. 3 + 3 Mp. 2 = ( 8,153.1,3 + 1,532.1,7 ).0,5. 3,6. 1,8 + 14,260 . 4

13 Mp = 99,819

Mp = 7,678 KNm.

❖ Didapat Mu maksimum portal = 11, 408 KNm

Pada balok diatas perletakan jepit – jepit pada tipe A tersebut akan terjadi momen

negatif maksimum sebesar Mmaks- = 1/12.q.L2

➢ Momen akibat beban mati :

MD = 1/12.qD.L2 = 1/12 ( 8,153 ). ( 3,6 )2 = 8,805 KNm.

➢ Momen akibat beban hidup :

ML = 1/12.qL.L2 = 1/12 ( 1,532 ). ( 3,6 )2 = 1,655 KNm.

➢ Momen perlu maksimum balok adalah :

Mu maks = 1,2 ( 8,805 ) + 1,6 ( 1,655 ) = 13,214 KNm.

❖ Didapat Mu maksimum negatif = 13,214 KNm.

e. Mekanisme kombinasi

MpMp

2

3

2

2Mp Mp

Mp

Mp


• Tipe B


Dengan load factor : DL = 1,3 ; : LL = 1,7 ; L = 4 m ; h = 4 m.

H = 0,3 . .V KN

qDL = 5,572 KN/m’ ; qLL = 0,686 KN/m’

Dit : Mp max ( Mu max ) ?

Penyelesaian : H = 0,3 . .V KN = 0,3 ( 1,3.5,572 + 1,7.0,686 ) . 4

= 10,092 KN.

4.Mp. = ( qDL. DL + qLL . LL ). 0,5. 4. 2

4 Mp = ( 5,572.1,3 + 0,686.1,7 ).0,5. 4. 2

Mp = 8,410 KNm.

h =4 m

L =4,0 m

A

B C

D

qH

Mp Mp

MpMp



4.Mp. = ( qDL. DL + qLL . LL ). 0,5. 3,6. 1,8

4 Mp = ( 5,572.1,3 + 0,686.1,7 ).0,5. 4. 2

Mp = 8,410 KNm.

2 Mp. + 2 Mp. 2 = 10,092 . 4

6 Mp = 10,092 . 4

Mp = 6,728 KNm.


c. Mekanisme goyang

Mp

Mp

MpMp

2

2

d. Mekanisme goyang

MpMp

2

MpMp


3 Mp. + Mp. 2 = 10,092 . 4

5 Mp = 10,092 . 4

Mp = 8,074 KNm.

Mp. + 2 Mp. 3 + 3 Mp. 2 = ( 5,572.1,3 + 0,686.1,7 ).0,5. 4. 2 + 10,092 . 4

13 Mp = 74,007

Mp = 5,693 KNm.

❖ Didapat Mu Maksimum portal = 8, 410 KNm




MD = 1/12.qD.L2 = 1/12 ( 5,572 ). ( 4 )2 = 7,429 KNm.


ML = 1/12.qL.L2 = 1/12 ( 0,686 ). ( 4 )2 = 0,915 KNm.


Mu maks = 1,2 ( 7,429 ) + 1,6 ( 0,915 ) = 10,379 KNm.



MpMp

2

3

2

2Mp Mp

Mp

Mp


• Tipe C


Dengan load factor : DL = 1,3 ; : LL = 1,7 ; L = 3,6 m ; h = 4 m.

H = 0,3 . .V KN

qDL = 11,105 KN/m’ ; qLL = 2,50 KN/m’

Dit : Mp max ( Mu max ) ?

Penyelesaian : H = 0,3 . .V KN = 0,3 ( 1,3.11,105 + 1,7.2,50 ) . 3,6

= 20,181 KN.

4.Mp. = ( qDL. DL + qLL . LL ). 0,5. 3,6. 1,8

4 Mp = ( 11,105.1,3 + 2,50.1,7 ).0,5. 3,6. 1,8

Mp = 15,136 KNm.

h =4 m

L =3,6 m

A

B C

D

qH

Mp Mp

MpMp



4.Mp. = ( qDL. DL + qLL . LL ). 0,5. 3,6. 1,8

4 Mp = ( 11,105.1,3 + 2,50.1,7 ).0,5. 3,6. 1,8

Mp = 15,136 KNm.

2 Mp. + 2 Mp. 2 = 20,181 . 4

6 Mp = 20,181 . 4

Mp = 13,454 KNm.


c. Mekanisme goyang

Mp

Mp

MpMp

2

2

d. Mekanisme goyang

MpMp

2

MpMp


3 Mp. + Mp. 2 = 20,181 . 4

5 Mp = 20,181 . 4

Mp = 16,145 KNm.

Mp. + 2 Mp. 3 + 3 Mp. 2 = ( 11,105.1,3 + 2,5.1,7 ).0,5. 3,6. 1,8 + 20,181 . 4

13 Mp = 141,268

Mp = 10,867 KNm.

❖ Didapat Mu Maksimum portal = 16,145 KNm




MD = 1/12.qD.L2 = 1/12 ( 11,105 ). ( 3,6 )2 = 11,993 KNm.


ML = 1/12.qL.L2 = 1/12 ( 2,50 ). ( 3,6 )2 = 2,70 KNm.


Mu maks = 1,2 ( 11,993 ) + 1,6 ( 2,70 ) = 18,712 KNm.



MpMp

2

3

2

2Mp Mp

Mp

Mp


4.4. Perhitungan gaya geser / lintang balok untuk masing-masing tipe

• Tipe A

Diketahui:

Balok 200/300, ds = ds’= 60 mm.

- Tulangan atas 212 , bawah 312.

- Mutu bahan: fc’= 20 MPa, fy = 240 MPa.

- Tulangan untuk begel 8.

- Beban mati ( termasuk berat sendiri balok ) qD = 8,153 KN/m’, beban hidup

qL = 1,532 KN/m’.

Ditanya : Kontrol apakah balok tersebut aman terhadap geser ?

Penyelesaian :

ds = 60 mm, jadi d = 300 – 60 = 240 mm = 0,24 m.

qu = 1,2.qD + 1,6 qL = 1,2 ( 8,153 ) + 1,6 ( 1,532 ) = 12,235 KN/m’

Gaya geser, Vu = qu . L = 12,235 . 3,6 = 44,046 KN = 44.046 N


.Vc = . 1/6. √𝑓𝑐′ .b.d = 0,75. 1/6. √20 . 200. 240 = 26.832,816 N.

.Vc /2 = 26.832,816 / 2 = 13.416,408 N.

( Vu - .Vc /2 ) / x = Vu / 3,6 → x = 3,6. ( Vu - .Vc /2 ) / Vu

= 3,6. ( 44.046 – 13.416,408 ) / 44.046

= 2,50 m.

Vs = ( Vu - . Vc ) / = ( 44.046 – 26.832,816 ) / 0,75 = 22.950,912 N.

Untuk daerah sepanjang x = 2,50 m, karena Vu > . Vc , maka dipilih luas begel perlu

per meter panjang balok ( Av,u ) yang besar berikut :

Av,u = Vs.S

fy.d =

22.950,912 .1000

240.240 = 398,453 mm2. ( yang dipilih ).

Av,u = 75.√fc′.b. S

1200.fy =

75.√20. 200. 1000

1200.240 = 232,924 mm2.

Av,u = b. S

3.fy =

200 . 1000

3 . 240 = 277,778 mm2.

1/3. √𝑓𝑐′ .b.d = 1/3. √20 . 200. 240 = 71.554,175 N.

Karena Vs < 1/3. √𝑓𝑐′ .b.d, maka dihitung spasi begel ( s ) :

s = n.

1

4..(dp)^2.S

Av,u =

1.1

4..(8)^2.1000

398,453 = 126,088 mm.


Kontrol spasi begel (s):

s ≤ ( d/2 = 240/2 = 120 mm )

126,088 mm > 120 mm..........NOT OK !!

• Tipe B

Diketahui:

Balok 200/300, ds = ds’= 60 mm.





qL = 0,686 KN/m’.


Penyelesaian :


ds = 60 mm, jadi d = 300 – 60 = 240 mm = 0,24 m.

qu = 1,2.qD + 1,6 qL = 1,2 ( 5,572 ) + 1,6 ( 0,686 ) = 7,784 KN/m’

Gaya geser, Vu = qu . L = 7,784 . 4 = 31,136 KN = 31.136 N

.Vc = . 1/6. √𝑓𝑐′ .b.d = 0,75. 1/6. √20 . 200. 240 = 26.832,816 N.

.Vc /2 = 26.832,816 / 2 = 13.416,408 N.

( Vu - .Vc /2 ) / x = Vu / 4→ x = 4. ( Vu - .Vc /2 ) / Vu

= 4. ( 31.136 – 13.416,408 ) / 31.136

= 2,28 m.

Vs = ( Vu - . Vc ) / = ( 31.136 – 26.832,816 ) / 0,75 = 5737,579 N.



Av,u = Vs.S

fy.d =

5737,579 .1000

240.240 = 99,611 mm2.

Av,u = 75.√fc′.b. S

1200.fy =

75.√20. 200. 1000

1200.240 = 232,924 mm2.

Av,u = b. S

3.fy =

200 . 1000

3 . 240 = 277,778 mm2. ( yang dipilih ).

1/3. √𝑓𝑐′ .b.d = 1/3. √20 . 200. 240 = 71.554,175 N.



s = n.

1

4..(dp)^2.S

Av,u =

1.1

4..(8)^2.1000

277,778 = 180,864 mm.


s ≤ ( d/2 = 240/2 = 120 mm )

180,864 mm > 120 mm..........NOT OK !!

Ternyata spasi begel yang didapat dari perhitungan tipe A dan B lebih besar

dibandingkan dengan spasi begel yang telah ditetapkan peraturan. Maka pada balok

ini dapat terjadi keretakan akibat geser.

• Tipe C

Diketahui:

Balok 200/300, ds = ds’= 60 mm.






qL = 2,50 KN/m’.


Penyelesaian :

ds = 60 mm, jadi d = 300 – 60 = 240 mm = 0,24 m.

qu = 1,2.qD + 1,6 qL = 1,2 ( 11,105 ) + 1,6 ( 2,50 ) = 17,326 KN/m’

Gaya geser, Vu = qu . L = 17,326 . 3,6 = 62,374 KN = 62,374 N

.Vc = . 1/6. √𝑓𝑐′ .b.d = 0,75. 1/6. √20 . 200. 240 = 26.832,816 N.

.Vc /2 = 26.832,816 / 2 = 13.416,408 N.

( Vu - .Vc /2 ) / x = Vu / 3,6→ x = 3,6. ( Vu - .Vc /2 ) / Vu

= 3,6. ( 62.374 – 13.416,408 ) / 62.374

= 2,83 m.

Vs = ( Vu - . Vc ) / = ( 62.374 – 26.832,816 ) / 0,75 = 47.388,245 N.



Av,u = Vs.S

fy.d =

47.388,245 .1000

240.240 = 822,713 mm2. ( yang dipilih ).


Av,u = 75.√fc′.b. S

1200.fy =

75.√20. 200. 1000

1200.240 = 232,924 mm2.

Av,u = b. S

3.fy =

200 . 1000

3 . 240 = 277,778 mm2.

1/3. √𝑓𝑐′ .b.d = 1/3. √20 . 200. 240 = 71.554,175 N.


s = n.

1

4..(dp)^2.S

Av,u =

1.1

4..(8)^2.1000

822,713 = 61,066 mm.


s ≤ ( d/2 = 240/2 = 120 mm )

61,066 mm < 120 mm..........OK !!

Ternyata spasi begel yang didapat dari perhitungan tipe C lebih kecil dari spasi begel

yang telah ditetapkan peraturan. Maka balok ini aman terhadap geser.


4.5. Perhitungan momen torsi / puntir balok untuk masing-masing tipe

• Tipe A

Sedia

Diketahui :

Balok 200/300, bentang 3,6 m.

ds = 60 mm, jadi d = 300 – 60 = 240 mm = 0,24 m

- Mendukung pelat setebal 100 mm, dengan panjang 1,8 m.

- Beban hidup di atas pelat = 1 KN/m2.

- Momen balok : Ujung M(-) = 1

12 . ԛ. L2

Lapangan M(+) = = 1

24 . ԛ. L2

- Tersedia tulangan D12, 8.

- Mutu : fc’ = 20 MPa , fy = 240 Mpa.

- Struktur terlindung ( tidak berhubungan dengan keadaan cuaca )

- Berat beton c = 24 KN/m3.


Ditanya : Kontrol apakah dimensi penampang balok memenuhi persyaratan / tidak

terhadap beban puntir

Penyelesaian :

-Momen puntir ( torsi ) balok

Momen puntir ini diakibatkan oleh beban yang bekerja diatas pelat.

Besar momen puntir Tu = ½ .qu pelat . a2 , dan ditahan oleh 2 tumpuan jepit.

Diambil bentang pelat 1 m.

qD pelat = 0,1 . 3,6 . 24 = 8,64 KN/m’

qL pelat = 3,6 . 1 = 3,6 KN/m’

qu pelat = 1,2 ( 8,64 ) + 1,6 ( 3,6 ) = 16,128 KN/m’

Untuk 2 tumpuan, Tu = 1/2. ( 16,128 ) . 1,82 = 26,127 KNm

Untuk 1 tumpuan, Tu = 26,127 / 2 = 13,0635 KNm.

-Momen lentur balok

Beban mati :

Berat pelat 100 mm = 0,1 . 1,9 . 24 = 4,56 KN/m’

Berat balok 200/300 = 0,2 . ( 0,3 – 0,1 ) . 24 = 0,96 KN/m’ ( + )

qD = 5,52 KN/m’

Beban hidup per meter qL = 1 . 1,9 = 1,9 KN/m’


Beban perlu qu = 1,2 qD + 1,6 qL

= 1,2 ( 5,52 ) + 1,6 ( 1,9 ) = 9,664 KN/m’

Momen balok : Ujung Mu(-) = 1/12 . q . L2

= 1/12 . ( 9,664 ) . ( 3,6 )2 = 10,437 KNm.

Lapangan Mu(+) = 1/24 . q . L2

= 1/24 . ( 9,664 ) . ( 3,6 )2 = 5,219 KNm.

-Gaya lintang / gaya geser balok

Vu = 1/2 . qu . L = 1/2 . ( 9,664 ) . ( 3,6 ) = 17,3952 KN = 17395,2 N

Vc = 1/6 . √𝑓𝑐′ . b . d = 1/6 . √20 . 200. 240 = 35777,088 N

1). Kontrol dimensi balok terhadap puntir

Aoh = luas batas daerah begel terluar, dan ph = keliling batas begel terluar.

Aoh = ( 200 – 2. 40 ) . ( 300 – 2. 40 ) = 26400 mm2

Ph = 2 . ( ( 200 – 2 .40 ) + ( 300 – 2 . 40 ) ) = 680 mm.

√(Vu

b.d)

2+ (

T𝑢.𝑃ℎ

1,7.𝐴 𝑜ℎ2)

2 = √(

17395,2

200.240)

2+ (

13,0635.106.680

1,7.264002 )2

= 7,506 MPa.

. (𝑉𝑐

𝑏.𝑑+

2. √𝑓𝑐′

3) = 0,75. (

35777,088

200.240+

2 √20

3) = 2,795 MPa.


Karena 7,506 MPa > 2,795 MPa, maka dimensi balok tidak memenuhi syarat.

• Tipe B

Diketahui :

Balok 200/300, bentang 4 m.

ds = 60 mm, jadi d = 300 – 60 = 240 mm = 0,24 m




12 . ԛ. L2

Lapangan M(+) = = 1

24 . ԛ. L2


- Mutu : fc’ = 20 MPa , fy = 240 Mpa.






Penyelesaian :





qD pelat = 0,1 . 4,0 . 24 = 9,6 KN/m’

qL pelat = 4,0 . 1 = 4,0 KN/m’

qu pelat = 1,2 ( 9,6 ) + 1,6 ( 4,0 ) = 17,92 KN/m’



-Momen lentur balok

Beban mati :


Berat balok 200/300 = 0,2 . ( 0,3 – 0,1 ) . 24 = 0,96 KN/m’ ( + )

qD = 5,52 KN/m’




= 1,2 ( 5,52 ) + 1,6 ( 1,9 ) = 9,664 KN/m’


= 1/12 . ( 9,664 ) . ( 4,0 )2 = 12,885 KNm.


= 1/24 . ( 9,664 ) . ( 4,0 )2 = 6,443 KNm.


Vu = 1/2 . qu . L = 1/2 . ( 9,664 ) . ( 4,0 ) = 19,328 KN = 19328 N

Vc = 1/6 . √𝑓𝑐′ . b . d = 1/6 . √20 . 200. 240 = 35777,088 N



Aoh = ( 200 – 2. 40 ) . ( 300 – 2. 40 ) = 26400 mm2

Ph = 2 . ( ( 200 – 2 .40 ) + ( 300 – 2 . 40 ) ) = 680 mm.

√(Vu

b.d)

2+ (

T𝑢.𝑃ℎ

1,7.𝐴 𝑜ℎ2)

2 = √(

19328

200.240)

2+ (

14,5152.106.680

1,7.264002 )2

= 8,341 MPa.

. (𝑉𝑐

𝑏.𝑑+

2. √𝑓𝑐′

3) = 0,75. (

35777,088

200.240+

2 √20

3) = 2,795 MPa.


Karena 8,341 MPa > 2,795 MPa, maka dimensi balok tidak memenuhi syarat.

• Tipe C

Diketahui :

Balok 200/300, bentang 3,6 m.

ds = 60 mm, jadi d = 300 – 60 = 240 mm = 0,24 m




12 . ԛ. L2

Lapangan M(+) = = 1

24 . ԛ. L2


- Mutu : fc’ = 20 MPa , fy = 240 Mpa.






Penyelesaian :





qD pelat = 0,1 . 3,6 . 24 = 8,64 KN/m’

qL pelat = 3,6 . 1 = 3,6 KN/m’

qu pelat = 1,2 ( 8,64 ) + 1,6 ( 3,6 ) = 16,128 KN/m’



-Momen lentur balok

Beban mati :


Berat balok 200/300 = 0,2 . ( 0,3 – 0,1 ) . 24 = 0,96 KN/m’ ( + )

qD = 5,52 KN/m’




= 1,2 ( 5,52 ) + 1,6 ( 1,9 ) = 9,664 KN/m’


= 1/12 . ( 9,664 ) . ( 3,6 )2 = 10,437 KNm.


= 1/24 . ( 9,664 ) . ( 3,6 )2 = 5,219 KNm.


Vu = 1/2 . qu . L = 1/2 . ( 9,664 ) . ( 3,6 ) = 17,3952 KN = 17395,2 N

Vc = 1/6 . √𝑓𝑐′ . b . d = 1/6 . √20 . 200. 240 = 35777,088 N



Aoh = ( 200 – 2. 40 ) . ( 300 – 2. 40 ) = 26400 mm2

Ph = 2 . ( ( 200 – 2 .40 ) + ( 300 – 2 . 40 ) ) = 680 mm.

√(Vu

b.d)

2+ (

T𝑢.𝑃ℎ

1,7.𝐴 𝑜ℎ2)

2 = √(

17395,2

200.240)

2+ (

13,0635.106.680

1,7.264002 )2

= 7,506 MPa.

. (𝑉𝑐

𝑏.𝑑+

2. √𝑓𝑐′

3) = 0,75. (

35777,088

200.240+

2 √20

3) = 2,795 MPa. Karena

7,506 MPa > 2,795 MPa, maka dimensi balok tidak memenuhi syarat.


BAB V

METODE PERBAIKAN KERETAKAN BALOK

5.1. Metode Injeksi Dengan Material epoxy

Pada dasarnya perbaikan yang dilakukan bertujuan untuk menghentikan sama

sekali terjadinya oksidasi pada tulangan beton sekaligus merekatkan kembali beton

yang sudah terputus dengan dilakukan injeksi epoxy resin, sedemikian sehingga tidak

terjadi lagi oksidasi pada baja tulangan dan beton kembali lagi pada kekuatan

semula. Adapun metode kerja untuk perbaikan keretakan balok dengan injeksi epoxy

resin adalah sebagai berikut :

5.1.1. Pembersihan

Permukaan retakan dibersihkan dengan sikat kawat dilanjutkan dengan sikat

ijuk sampai benar – benar bersih dari segala kotoran seperti : minyak , debu dan

lainnya hingga celah retakan terlihat jelas.

5.1.2. Pemasangan Napples

➢ Kaki Napples diolesi dengan Sealent Agent (Nitobond EC ) agar Napples

dapat melekat pada permukaan retakan beton.

➢ Napples dipasang dengan menggunakan stick Napples. Posisi Napples harus

tegak lurus dan kemudian ditekan sampai Napples tidak bergerak lagi,

selanjutnya stick Napples ditarik kembali. Jarak pemasangan Napples satu

dengan lainnya berkisar antara 15 s/d 20 cm.


5.1.3. Pemasangan Sealent

Setelah Napples tidak bergerak , selanjutnya dipasang penutup retakan

dengan sealent.

5.1.4. Pemasangan Instalasi

➢ Setelah ± 8 jam “ T “ pembagi dipasang pada Napples , kemudian Napples

tersebut dihubungkan dengan Napples yang lain dengan menggunakan

Connected tubing ( selang penghubung ) dalam satu rangkaian. Setiap

rangkaian terdiri dari 5 Napples yang disambungkan dalam suatu jaringan

tertutup dengan 2 – 3 rangkaian lainnya , sehingga dalam satu jaringan

terdapat antara 10 s/d 15 Napples

➢ Untuk membagi aliran cairan Epoxy pada setiap ujung rangkian digunakan

“T “ pembagi yang kemudian dihubungkan dengan mesin injeksi LPI-P

dengan menggunakan selang penghubung.

5.1.5. Mixing dan Injeksi epoxy

➢ Setelah instalasi siap terpasang , maka dilakukan mixing dengan

menggunakan tabung pengaduk. Pencampuran material Conbextra EP 10

TG dilakukan sesuai dengan persyaratan , yaitu Hard : Base = 1 : 3

➢ Untuk memperoleh campuran yang homogen digunakan mixer dan

padle mixer yang sesuai , yaitu yang berkecepatan rendah.

➢ Setelah cairan Epoxy mencapai homogenitas , maka cairan tersebut

dimasukan kedalam tabung injeksi pada mesin LPI – P untuk segera

dilakukan proses injeksi.

➢ Selama proses Injeksi berlangsung dilakukan pengawasan pada :


a. Sumber tekanan dan Compressor

b. Cairan dalam tabung yang dapat menimbulkan panas akibat cairan

mendekati waktu setting dan persiapan mixing jika cairan dalam

tabung sudah mendekati habis.

c. Napples yang sedang diinjeksi untuk segera ditutup bila sudah penuh.

➢ Proses Injeksi dianggap selesai apabila terlihat tanda – tanda sebagai

berikut:

a. Kecepatan aliran Epoxy terlihat sangat lambat

b. Pada sela – sela kaki Napples timbul cairan Epoxy juga pada retakan

lain yang jaraknya berdekatan pada retakan yang sedang mengalami

proses injeksi.

5.1.6. Finishing

Setelah ± 12 Jam cairan Epoxy sudah berfungsi dengan baik , sehingga

Napples sudah dapat dipotong dengan Gerinda.

5.2. Metode Grouting

Metode Grouting dilakukan pada beton yang mengalami spalling, kropos

dan kerusakan retak retak dengan kedalaman retakan yang cukup dalam

dan lebar,retakan sampai selebar 20 mm, hingga tulangan tidak

terlindungi lagi oleh selimut beton dan dapat mengakibatkan tulangan

mengalami korosi.

Tahapan perbaikan beton dengan metode Grouting :


5.2.1. Pekerjaan Chipping

Pekerjaan chipping dimaksudkan untuk mengupas beton yang sudah

mengalami spalling atau crack, chipping dilakukan hingga ketebalan tertentu, atau

sampai tulangan terlihat dan ada jarak kira-kira satu jari dengan permukaan beton

yang lama. Dalam gambar 4.9 ini dibuat untuk chipping pada balok/kolom +/-5 Cm

pada bagian sisi-sisinya. Untuk pelaksanaan chipping dipergunakan Electric Hammer

Drill dengan kapasitas 8 – 10 kg, yang dimaksud untuk menghindari getaran yang

berlebihan. Apabila pelaksanaan chipping sudah selesai, maka hasil chipping

dibersihkan dengan High Pressure Water Jetting dengan maksud untuk

membersihkan hasil chipping dari sisa-sisa debu dan sekaligus memberikan

penjenuhan terhadap beton existing.

Gambar 4.5 : Pekerjaan Chipping Pada Metode Grouting


5.2.2. Pekerjaan Cetakan Micro Concrete

Cetakan micro concrete dibuat bentuknya sesuai dengan kebutuhan. Cetakan

tersebut dibuat dari bahan multiplek lapis film dengan ketebalan 18 mm yang

diperkuat dengan besi siku L. 50.50.5. dan bout dia 10mm. Pekerjaan pembuatan

cetakan micro concrete dilakukan di workshop dengan menggunakan peralatan :

Mesin las listrik , mesin potong besi dan alat bantu lainnya.

Pemasangan cetakan micro concrete di lapangan dilakukan dengan

menggantung cetakan tersebut menggunakan Dyna Bolt.

5.2.3. Pekerjaan Pouring / Grouting

Pekerjaan pouring adalah : pekerjaan pelapisan / pengecoran beton pada

bagian beton yang dikupas untuk mengembalikan pada domensi awal dari komponen

struktur saluran. Ketebalan pouring pada pelat bagian bawah adalah 5-10 cm.

Persiapan pekerjaan pouring : Sebelum dilakukan pouring , dilakukan persiapan /

instalasi terhadap peralatan yang digunakan , yaitu : Tabung Sagola , mesin

kompresor , slang ∅ 1 ½ inch dan Hand mixer untuk mencampur material

(Renderoc HF Premix) dengan air bersih. Tabung sagola dihubungkan dengan

lubang inlet pada bekisting oleh slang ∅ 1 ½ inch Setelah instalasi siap , maka

dilakukan pencampuran material Renderoc HF Premix dengan air , pencampuran

dilakukan menggunakan peralatan Hand mixer yang mempunyai paddle mixer

berbentuk spiral , kecepatan pengadukan adalah : 400 sampai 500 putaran permenit.

Pengadukan dilakukan pada ember pengaduk dengan komposisi 30 Kg Renderoc

HF Premix dicampur dengan ± 4,0 liter air bersih selama ± 2 – 3 menit


sampai terlihat material tercampur merata. Kemudian material yang telah tercampur

tersebut dituang kedalam tabung Sagola untuk selanjutnya di masukan kedalam

cetakan dengan menggu nakan tekanan compressor sebesar 2 –3 bar sampai merata

memenuhi seluruh ruang didalam cetakan tersebut. Setelah seluruh ruang dalam

cetakan dipenuhi oleh material yang terindikasi dengan keluarnya material dari

lubang outlet , maka tekanan dihentikan dan slang pada lubang inlet dipotong dan

lubang inlet ditutup dengan mengikat sisa slang yang terpotong tersebut dan

selanjutnya bekisting dibuka setelah waktu setting dari material terlampaui atau ± 9

jam.

5.2.4. Pekerjaan Coating lapisan pelindung

Setelah bekisting dibuka pada struktur beton , maka diperlukan coating, untuk

melindungi beton baru dari zat-zat kimia yang merusak konstruksi beton. Untuk itu

digunakan materian Curseal. Pelaksanaan coating dilakukan dengan menggunakan

alat kuas yang langsung diapliaksikan pada permukaan beton secara merata.

5.2.5. Finishing

Setelah menunggu ± 12 Jam, maka materian Curseal yang telah diolesi pada

permukaan beton tadi sudah dapat berfungsi dengan baik.


BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. KESIMPULAN

Dari analisis yang dilakukan oleh penulis pada bab-bab sebelumnya maka

dapat disimpulkan :

1. Pada perhitungan momen perlu balok ( Mu balok ) pada tipe A,B,dan

C didapatkan bahwa Mu balok nya lebih besar dibandingkan dengan

momen rencana balok ( Mr balok ) yang diperoleh dari perhitungan

berdasarkan data-data dilapangan. Ini berbanding terbalik dengan

syarat bahwa ( Mr > Mu). Maka pada ketiga balok ini dapat terjadi

keretakan akibat beban lentur.

Tipe A ( Mu = 13,214 KNm > Mr = 2,955 KNm ).

Tipe B ( Mu = 10,379KNm > Mr = 2,955 KNm ).

Tipe C ( Mu = 18,712 KNm > Mr = 2,955 KNm ).

2. Pada perhitungan momen maksimum portal diperoleh nilai yang lebih

kecil dibandingkan dengan momen negatif maksimum balok setelah

dilakukan pengecekan terhadap balok tipe A, B, serta C. Sehingga

untuk acuan perencanaan dipakai lah nilai momen negatif maksimum

agar balok tetap dalam kondisi aman.

Tipe A ( Mu- maks =13,214 KNm > Mu maks portal = 11,408 KNm )

Tipe B ( Mu- maks =10,379 KNm > Mu maks portal = 8,410 KNm )

Tipe C ( Mu- maks-=18,712 KNm > Mu maks portal = 16,145 KNm )


3. Pada perhitungan gaya geser / lintang pada tipe balok A dan B

ternyata kedua balok tersebut tidak aman terhadap geser yang

ditunjukkan dengan besar nya jarak antar begel ( s ) . Ini berbanding

terbalik dengan syarat bahwa ( s ≤ d /2 ). Maka pada kedua balok ini

dapat terjadi keretakan akibat gaya geser.

Tipe A ( s = 126,088 mm > d/2 = 120 mm ).

Tipe B ( s = 180,864 mm > d/2 = 120 mm ).

Sedangkan pada balok tipe C aman terhadap geser yang ditunjukkan

dengan ( s = 61,066 mm < d/2 = 120 mm ).

4. Pada perhitungan momen torsi / puntir balok pada tipe A,B, dan C di

dapatkan bahwa dimensi penampang balok untuk ketiga tipe tersebut

sudah tidak memenuhi syarat SNI 03-2847-2002 pasal 13.6.3.1

sebagai berikut :

√(Vu

b.d)

2+ (

T𝑢.𝑃ℎ

1,7.𝐴 𝑜ℎ2)

2 ≤ . (

𝑉𝑐

𝑏.𝑑+

2. √𝑓𝑐′

3)

Tipe A ( 7,506 MPa > 2,795 MPa ).

Tipe B ( 8,341 Mpa > 2,795 MPa ).

Tipe C ( 7,506 Mpa > 2,795 Mpa ).

Ini menunjukkan bahwa dimensi penampang balok untuk ketiga tipe

tersebut terlalu kecil untuk menahan beban besar yang dihasilkan

sehingga dapat menimbulkan keretakan pada balok.

5. Keretakan pada balok bisa juga disebabkan oleh rangkak maupun

susut yang dipengaruhi oleh komposisi beton dan kondisi lingkungan.


6. Mutu beton maupun jenis tulangan yang tidak sesuai dengan standard

yang telah direncanakan dapat juga mengakibatkan keretakan pada

balok.

6.2. SARAN

1. Dalam merencanakan struktur bangunan yang komponen strukturnya

menggunakan balok beton bertulang dianjurkan supaya mengikuti

peraturan yang telah ditetapkan SNI maupun PBI seperti faktor

keamanan yang berkaitan dengan beban luar yang bekerja pada

struktur , disebut faktor beban maupun faktor keamanan yang

berkaitan dengan kekuatan struktur / gaya dalam , disebut faktor

reduksi kekuatan ().

2. Lebih mengutamakan keselamatan dan kekuatan bangunan dari pada

keuntungan sepihak untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan

seperti keruntuhan bangunan.

3. Apabila terlihat ada keretakan pada struktur bangunan seperti balok

agar segera mengambil langkah untuk memperbaiki nya dengan

metode-metode yang ada seperti metode injeksi dengan material

epoxy maupun metode grouting.


DAFTAR PUSTAKA

Asroni, H. Ali, 2010. Balok Dan Pelat Beton Bertulang, Edisi pertama,

Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta.

Dipohusodo, Istimawan, 1994. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK

SNI T-15-1991-03 Departemen Pekerjaan Umum RI, Penerbit

PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Djojowirono, S., 1984. Konstruksi Bangunan Gedung, Biro penerbit Keluarga

Mahasiswa Teknik Sipil, Fakultas Teknik, UGM, Yogyakarta.

Ferguson, M.P., Budianto Sutanto, dan Kris Setianto, Dasar – dasar beton

bertulang, Edisi ke empat, versi SI, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Hermawan. Jurnal. “Tinjauan Rambat Retak Dan Lebar Retak Pada Balok “

McCormac, Jack.C. dan Sumargo, Ph.D, 2003. Desain Beton Bertulang, Jilid 1,

Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Nawy, E.G. dan Bambang Suryoatmono, 1990. Beton Bertulang – Suatu

Pendekatan Dasar, Penerbit P.T. Eresco, Bandung.



GAMBAR : PENGUKURAN PANJANG BALOK ARAH

MEMANJANG

GAMBAR : PENGUKURAN PANJANG BALOK ARAH

MELINTANG


GAMBAR : PENGUKURAN DIMENSI BALOK

GAMBAR : PENGUKURAN TINGGI ANTAR PELAT

ATAP DENGAN PELAT LANTAI 4


GAMBAR : TEAM PT. DUTA RAYA SEJATI

GAMBAR : RETAK DI TENGAH BENTANG BALOK

MEMANJANG


GAMBAR : TAMPAK DEPAN BANGUNAN

GAMBAR : BANGUNAN YANG BERFUNGSI SEBAGAI

TEMPAT TINGGAL


GAMBAR : LANTAI 4 YANG MENGALAMI

KERETAKAN

GAMBAR : RETAK YANG TERJADI DI DEKAT

TUMPUAN


Documents

ANALISA PROBLEMA SERTA CARA MENGATASI KERETAKAN …